五溝煤礦扇風(fēng)機(jī)電機(jī)高壓變頻的運(yùn)用

　　一、現(xiàn)場(chǎng)體系狀況

　　煤礦因出產(chǎn)的特殊性，礦井通風(fēng)體系關(guān)系到礦山的安全出產(chǎn)，所以通風(fēng)體系在煤炭出產(chǎn)中具有無足輕重的位置。其間主扇風(fēng)機(jī)在煤礦出產(chǎn)中有著最重要的位置，跟著挖掘和掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延伸，雖然風(fēng)量根本不變，但風(fēng)壓要求卻不斷添加，風(fēng)機(jī)需用功率也隨之添加。依據(jù)反風(fēng)及挖掘后期作業(yè)狀況來確認(rèn)的主扇風(fēng)機(jī)及拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率一般遠(yuǎn)大于煤礦長(zhǎng)時(shí)刻挖掘所需的正常作業(yè)功率。五溝煤礦主扇風(fēng)機(jī)選用500KW/6KV電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，電機(jī)選用直接發(fā)動(dòng)的方法。

　　現(xiàn)在選用高壓電動(dòng)機(jī)直接發(fā)動(dòng)，存在以下幾個(gè)問題：

　　●電能的嚴(yán)峻糟蹋。煤礦的效勞年限大多在60年以上，投產(chǎn)初期到井田安穩(wěn)挖掘一般在10年左右，這就意味著有這10年的時(shí)刻里，主扇風(fēng)機(jī)一向處在較輕負(fù)載下作業(yè)。因?yàn)楣ゎl作業(yè)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不行調(diào)理，只能經(jīng)過改動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片的視點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)理，因而形成動(dòng)力糟蹋，添加了出產(chǎn)成本。

　　●發(fā)動(dòng)困難，機(jī)械損害嚴(yán)峻。主扇風(fēng)機(jī)選用直接發(fā)動(dòng)，發(fā)動(dòng)時(shí)刻長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)電流大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣有著較大的要挾，嚴(yán)峻時(shí)乃至焚毀電動(dòng)機(jī)。而電動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)進(jìn)程中所發(fā)作的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)發(fā)作較大的機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力，嚴(yán)峻影響到電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的運(yùn)用壽命。

　　●主動(dòng)化程度低。主扇風(fēng)機(jī)依托人工調(diào)理風(fēng)機(jī)葉片調(diào)理風(fēng)量和風(fēng)壓，更不具有風(fēng)量的主動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)理功用，主動(dòng)化程度低。在毛病狀況下，如風(fēng)流短路，將對(duì)礦井正常出產(chǎn)形成嚴(yán)峻影響。

　　為了礦井的安全出產(chǎn)和下降出產(chǎn)成本，進(jìn)步該煤礦的主動(dòng)化水平，對(duì)主扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造具有非常重要的含義。

　　二、高壓變頻改造計(jì)劃

　　1、主回路體系計(jì)劃

　　考慮到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)踐作業(yè)的狀況，煤礦主扇軸流風(fēng)機(jī)變頻體系選用一拖二手動(dòng)旁路方法，選用一臺(tái)變頻器別離獨(dú)自傳動(dòng)二臺(tái)風(fēng)機(jī)中的一臺(tái)風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)，正常狀況下，答應(yīng)有一負(fù)載作業(yè)在變頻狀況，另一負(fù)載作業(yè)在工頻狀況，也能夠兩臺(tái)都在工頻狀況;

　　該系列變頻選用若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方法完結(jié)直接高壓輸出。變頻器具有對(duì)電網(wǎng)諧波污染極小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音、dv/dt及共模電壓等問題的特性，不用加輸出濾波器，就能夠運(yùn)用一般的異步電機(jī)，不需求替換電機(jī)。

　　一拖二手動(dòng)旁路體系

　　根本原理：它是由8個(gè)高壓阻隔開關(guān)QS1～QS8組成(見左圖)。其間QS2和QS3,QS5和QS6設(shè)備機(jī)械互鎖設(shè)備;各阻隔開關(guān)間有電氣互鎖。假如兩路電源一起供電，M1作業(yè)在變頻狀況，M2作業(yè)在工頻狀況時(shí)，QS3、QS7和QS4、QS5、QS8分閘，QS2、QS1和QS6處于合閘狀況;M2作業(yè)在變頻狀況，M1作業(yè)在工頻狀況時(shí)，與M1作業(yè)在變頻狀況，M2作業(yè)在工頻狀況時(shí)相似;假如變頻器檢修，QS3和QS6能夠處于任一狀況，其它阻隔開關(guān)都分閘，兩臺(tái)負(fù)載能夠一起工頻作業(yè);當(dāng)一路電源檢修時(shí)，能夠經(jīng)過分合阻隔開關(guān)使任一電機(jī)變頻作業(yè)。

　　特色：正常狀況下，答應(yīng)有一負(fù)載作業(yè)在變頻狀況，另一負(fù)載作業(yè)在工頻狀況，也能夠兩臺(tái)都在工頻狀況。

　　一起工頻作業(yè)時(shí)1#電機(jī)經(jīng)過QS7、QS3 ，2#電機(jī)經(jīng)過QS8、QS6切換完結(jié)反風(fēng)功用，變頻作業(yè)時(shí)經(jīng)過變頻設(shè)備內(nèi)部設(shè)置即可完結(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)向的正反方向的轉(zhuǎn)化完結(jié)反風(fēng)功用。

　　2、操控體系計(jì)劃

　　變頻體系操控方法能夠選用下述4種方法，現(xiàn)場(chǎng)用戶能夠依據(jù)實(shí)踐狀況選用相應(yīng)的一種或幾種操控方法。

　　A、閉環(huán)操控方法

　　變頻體系能夠依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求在變頻操作界面上設(shè)定需求的壓力或流量值、或經(jīng)過模仿給定方法給定需求的壓力或流量值，變頻設(shè)備依據(jù)設(shè)定值和現(xiàn)場(chǎng)壓力或流量的反應(yīng)值主動(dòng)閉環(huán)操控調(diào)理設(shè)備轉(zhuǎn)速，使體系壓力或流量值作業(yè)在要求的設(shè)定值。

　　B、本控開環(huán)操控方法

　　變頻體系能夠經(jīng)過本控方法在變頻設(shè)備操控柜監(jiān)控界面手動(dòng)設(shè)定負(fù)載設(shè)備需求作業(yè)的轉(zhuǎn)速值，變頻設(shè)備主動(dòng)將負(fù)載設(shè)備傳動(dòng)到要求轉(zhuǎn)速值。

　　C、總線操控方法

　　變頻體系也能夠經(jīng)過RS485、Profibus/Device Net 與工廠操控體系通訊進(jìn)行和諧操控。

　　D、遠(yuǎn)控開環(huán)操控方法

　　變頻調(diào)速體系可由現(xiàn)場(chǎng)DCS監(jiān)控操作體系進(jìn)行和諧操控，依據(jù)作業(yè)工況按設(shè)定程序，完結(jié)對(duì)負(fù)載設(shè)備電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速操控。

　　詳細(xì)操控接口狀況如下：

　　變頻體系和現(xiàn)場(chǎng)DCS監(jiān)控操作體系進(jìn)行通訊銜接，從現(xiàn)場(chǎng)DCS監(jiān)控操作體系上宣布變頻器的發(fā)動(dòng)、停機(jī)等信號(hào)。變頻器反應(yīng)以下信號(hào)接入到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控操作體系上： (1)報(bào)警及毛病信息：重毛病報(bào)警、輕毛病報(bào)警;(2)調(diào)速設(shè)備的狀況信息：待機(jī)狀況、正常作業(yè)狀況、毛病狀況、體系旁路狀況;(3)電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速、電壓等。

　　以下為變頻器與現(xiàn)場(chǎng)DCS監(jiān)控操作體系體系詳細(xì)接口：

　　1).變頻器需求供給的開關(guān)量輸出6：

　　(1) 變頻器待機(jī)狀況指示：表明變頻器已待命，具有發(fā)動(dòng)條件。

　　(2) 變頻器作業(yè)狀況指示：表明變頻器正在作業(yè)。

　　(3) 變頻器操控狀況指示：節(jié)點(diǎn)閉合表明變頻器操控權(quán)為現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)途操控;節(jié)點(diǎn)斷開表明變頻器操控權(quán)為本地變頻器操控。

　　(4) 變頻器輕毛病指示：表明變頻器發(fā)作報(bào)警信號(hào)。

　　(5) 變頻器重毛病指示：表明變頻器發(fā)作重毛病，當(dāng)即關(guān)斷輸出堵截高壓。

　　(6)電機(jī)在工頻旁路：表明風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)處于工頻旁路狀況。

　　以上一切數(shù)字量選用無源接點(diǎn)輸出，界說為接點(diǎn)閉合時(shí)有用。除特別注明外，接點(diǎn)容量均為AC220V、3A/DC24V，1A。

　　2).變頻器需求供給的模仿量2路：

　　(1) 變頻器輸出轉(zhuǎn)速

　　(2) 電機(jī)電流

　　變頻器供給2路4～20mADC的電流源輸出(變頻器供電)，帶負(fù)載才能均為250Ω。

　　3).需求供給給變頻器的模仿量1路：

　　(1)變頻器轉(zhuǎn)速給定值

　　現(xiàn)場(chǎng)供給1路4～20mADC二線制電流源輸出，帶載才能有必要大于250Ω，4～20mADC對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速低高限，須呈線性關(guān)系。

　　4).需求供給給變頻器的開關(guān)量有2路：

　　(1) 發(fā)動(dòng)指令：干接點(diǎn)，3秒脈沖閉合時(shí)有用，變頻器開端作業(yè)。

　　(2) 停機(jī)指令：干接點(diǎn)，3秒脈沖閉合時(shí)有用，變頻器正常停機(jī)。

　　5、變頻器與其他電氣設(shè)備接口

　　1).變頻器給高壓開關(guān)柜的有2路：

　　(1)高壓緊迫分?jǐn)啵鹤冾l器呈現(xiàn)重毛病時(shí)，主動(dòng)分?jǐn)喔邏洪_關(guān)，閉點(diǎn)有用。

　　(2)高壓合閘答應(yīng)：變頻器自檢經(jīng)過或體系處于工頻狀況，具有上高壓條件，閉點(diǎn)有用。

　　以上一切數(shù)字量選用無源接點(diǎn)輸出，界說為接點(diǎn)閉合時(shí)有用。除特別注明外，接點(diǎn)容量均為DC220V，3A。

　　2).高壓開關(guān)柜給變頻器的狀況信號(hào)1路：

　　(1)高壓開關(guān)分閘信號(hào)：高壓開關(guān)處于分?jǐn)鄷r(shí)，輔佐節(jié)點(diǎn)閉合;1個(gè)。

　　變頻體系具有如下特色：

　　變頻體系，既能夠變頻調(diào)速作業(yè)，也能夠投工頻作業(yè);

　　為變頻器供給的溝通220V操控電源掉電時(shí)，變頻器能夠經(jīng)過內(nèi)部裝備UPS供電使操控體系持續(xù)作業(yè)達(dá)30分鐘;現(xiàn)場(chǎng)假如選用交、直流220V雙路供電時(shí)，變頻設(shè)備能依照溝通電源優(yōu)先的準(zhǔn)則進(jìn)行交、直流無擾切換供電，確保供電可靠性。

　　在現(xiàn)場(chǎng)速度給定信號(hào)掉線時(shí)，變頻器供給報(bào)警的一起，可按原轉(zhuǎn)速持續(xù)作業(yè)，堅(jiān)持機(jī)組的工況不變;

　　3、有關(guān)變頻改造后風(fēng)機(jī)功率狀況闡明

　　風(fēng)機(jī)設(shè)備工頻作業(yè)時(shí)，為確保出產(chǎn)工藝要求的壓力及流量值，一般經(jīng)過改動(dòng)風(fēng)門擋板的開度滿意要求，相應(yīng)的風(fēng)道風(fēng)阻曲線也會(huì)發(fā)作改動(dòng);故工頻作業(yè)擋板調(diào)理方法是一種堅(jiān)持風(fēng)機(jī)特性曲線及功率規(guī)模不變，改動(dòng)風(fēng)道風(fēng)阻曲線來滿意實(shí)踐工藝需求的方法，因?yàn)轱L(fēng)道風(fēng)阻曲線的改動(dòng)就有可能會(huì)呈現(xiàn)風(fēng)機(jī)作業(yè)在低功率區(qū)的狀況。

　　主扇風(fēng)機(jī)變頻改造后，其各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的壓力和流量曲線相對(duì)工頻時(shí)的曲線是平行往下移動(dòng)的，相應(yīng)的各速度點(diǎn)的風(fēng)機(jī)高效作業(yè)區(qū)也是跟著各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的壓力和流量曲線移動(dòng)的;變頻改造后，在堅(jiān)持風(fēng)道風(fēng)阻曲線不變的狀況下，經(jīng)過調(diào)理風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)滿意工藝要求壓力和流量的意圖;故變頻作業(yè)調(diào)理方法是一種堅(jiān)持風(fēng)道風(fēng)阻曲線不變，改動(dòng)壓力和流量曲線來滿意實(shí)踐工藝需求的方法，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)功率曲線是跟著各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的壓力和流量曲線移動(dòng)改動(dòng)的，故變頻改造后能確保風(fēng)機(jī)一向作業(yè)在高功率區(qū)。

　　4、體系散熱計(jì)劃

　　高壓變頻器歸于大型電子設(shè)備，對(duì)環(huán)境要求比較嚴(yán)厲。核算多臺(tái)設(shè)備的作業(yè)狀況，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度過高而引起的設(shè)備毛病份額較大，因而總結(jié)了三種計(jì)劃為：1、加裝風(fēng)道;2、加裝空調(diào);3、加裝空冷器。三種計(jì)劃各有其適用的規(guī)模。

　　1、加裝風(fēng)道。慣例的規(guī)劃是在機(jī)柜上面設(shè)備風(fēng)道，將變頻器發(fā)作的熱量直接排放到室外，由變頻器室的進(jìn)風(fēng)口不斷彌補(bǔ)涼風(fēng)，對(duì)體系進(jìn)行冷卻。在運(yùn)用中需求留意的是假如變頻器柜頂風(fēng)機(jī)距出風(fēng)口較近(小于2米，中心無轉(zhuǎn)機(jī))，出風(fēng)口可不加裝輔佐排風(fēng)機(jī)，不然需加裝排風(fēng)機(jī)。假如進(jìn)風(fēng)口的現(xiàn)場(chǎng)施工存在不方便，風(fēng)道需有轉(zhuǎn)機(jī)，則能夠考慮加裝風(fēng)機(jī)逼迫進(jìn)風(fēng)。

　　加裝風(fēng)道的長(zhǎng)處是成本低，可靠性高，散熱作用杰出。適用于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較清潔的場(chǎng)合，不然就需求常常清洗濾網(wǎng)。

　　2、加裝空調(diào)便是把高壓變頻調(diào)速體系放置于一個(gè)比較關(guān)閉且相對(duì)狹小的房間內(nèi)(主要是能夠減小空調(diào)的容量)，但要滿意體系保護(hù)的需求，然后在房間內(nèi)設(shè)備空調(diào)，經(jīng)過空調(diào)內(nèi)部的循環(huán)將高壓變頻調(diào)速體系發(fā)作的熱量排到室外?？照{(diào)整體的制冷量為變頻器的發(fā)熱量加上空間制冷所需的制冷量。變頻器發(fā)熱需求依據(jù)作業(yè)工況挑選，考慮必定的裕量，最大發(fā)熱量為變頻器額定功率的4%，假如長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)頻率低于40Hz，則發(fā)熱量可依照變頻器額定功率的2%進(jìn)行預(yù)算?？臻g制冷所需的制冷量，一般每平方米能夠依照150瓦特核算。

　　加裝空調(diào)的長(zhǎng)處是因?yàn)闆]有室表里空氣的直接流轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)單堅(jiān)持室內(nèi)環(huán)境的清潔，可是空調(diào)的可靠性會(huì)影響到體系的安穩(wěn)性，初度出資和作業(yè)成本會(huì)相應(yīng)添加。

　　3、加裝空冷器?？绽淦魇且环N使用高效、環(huán)保、節(jié)能的冷卻體系，其運(yùn)用技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先位置。從變頻器出來的熱風(fēng)，經(jīng)過風(fēng)管銜接到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中經(jīng)過溫度低于33℃的冷水，熱風(fēng)經(jīng)過散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成涼風(fēng)從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，確保了變頻器操控室內(nèi)的溫度安穩(wěn)。
 

　　四、風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能剖析及核算

　　1、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)：

　　2、工頻狀況下耗電核算

　　3、變頻狀況下年耗電量核算

　　核算闡明：

　　現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備變頻改造后實(shí)踐節(jié)電作用只是與現(xiàn)有設(shè)備工頻作業(yè)時(shí)的工況及電流有關(guān)，與節(jié)電核算是沒有關(guān)系的;好的節(jié)電核算只是能到達(dá)能為設(shè)備變頻改造供給比較精確的節(jié)電率預(yù)算的作用;變頻改造后，不論選用什么品牌的變頻器，在設(shè)備能夠安穩(wěn)作業(yè)的狀況下其節(jié)電作用是根本相同的;質(zhì)量?jī)?yōu)秀的變頻設(shè)備能夠很好的確保用戶的節(jié)能作用和在各種出產(chǎn)進(jìn)程正常高效地作業(yè)。

　　五、運(yùn)用高壓變頻調(diào)速體系發(fā)作的其他作用

　　1、保護(hù)量削減。選用變頻調(diào)速后，不管哪種工藝條件，隨時(shí)能夠經(jīng)過調(diào)整轉(zhuǎn)速使體系作業(yè)在工藝要求的狀況下作業(yè)。

　　2、進(jìn)步設(shè)備的運(yùn)用壽命，大大下降修理費(fèi)用以及時(shí)刻。

　　3、作業(yè)強(qiáng)度下降。變頻調(diào)速體系可由主控體系進(jìn)行和諧操控，依據(jù)作業(yè)工況按設(shè)定程序，完結(jié)對(duì)負(fù)載電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速主動(dòng)操控。大大下降了勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)步了出產(chǎn)功率，為優(yōu)化運(yùn)營(yíng)供給了可靠確保。

　　4、削減了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。選用變頻調(diào)理后，體系完結(jié)軟發(fā)動(dòng)，電機(jī)發(fā)動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定電流，發(fā)動(dòng)時(shí)刻相應(yīng)延伸，對(duì)電網(wǎng)無大的沖擊，減輕了起動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)機(jī)械損害，有用的延伸了電機(jī)的運(yùn)用壽命。

　　5、進(jìn)步功率因數(shù)

　　電壓源型變頻器功率因數(shù)可達(dá)0.96,選用變頻調(diào)速體系后，無需無功補(bǔ)償設(shè)備就能滿意電網(wǎng)要求。不光進(jìn)步了廠變及其它相關(guān)電氣設(shè)備的使用率、而且節(jié)省了線路能量丟失，節(jié)省了經(jīng)費(fèi)，可謂一舉多得。

　　6、完善的毛病診斷和保護(hù)功用

　　變頻器具有對(duì)電機(jī)和變頻器自身完善的保護(hù)功用，如過熱、過載、過流、過壓、缺相、接地等，然后防止設(shè)備在不正常狀況下長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)，確保設(shè)備不至于損壞。而且，毛病信息能夠精確地指示毛病點(diǎn)，變頻器運(yùn)用闡明書中還有引起毛病的原因及排除毛病的辦法，極大當(dāng)?shù)乇懔吮Ｗo(hù)人員排查毛病。

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