李帅2011级矿山机电毕业论文

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1、山西煤炭管理干部学院成人高等教育毕业论文初稿论文题目变频调速电机在空气压缩机上的运用专业名称矿山机电姓名李帅学号09151113012完成日期2013年1月24日-7-目录1.引言……………………………………………………………………………42.变频装置的组成及工作原理…………………………………………………43.4L－20/8空压机应用变频装置后的效益……………………………………54.存在问题及对策………………………………………………………………75.结论………………………………………………………………

2、……………76.致谢……………………………………………………………………………77.参考文献………………………………………………………………………8-7-1．引言空气压缩机做为煤矿重要设备之一，其年耗电量十分可观。各矿井用压风设备都很多：井口操车系统、井上下装卸载、井下巷道喷浆等，而且用风时间不统一，用风量不稳定，因此空压机必须连续运转。当用风量小时导致空压机长时间低负荷运行，电能损耗增大并加剧了设备的磨损，增加了运行成本。如负荷小时将设备停机（或部分设备停机），将导致操作频繁，缩短设备寿命，而且会影

3、响用风设备及风动工具的正常工作。近年来，人们一直在探索解决空压机低负荷运行的途径，但一直未能从根本上解决问题。随着变频调速技术的发展和成熟，变频调速器逐渐得到推广和应用，在煤矿的流体机械上已有不少成功的应用，但在空压机上的应用尚少。我们将VF61一16044变频装置（以下简称变频装置）应用在4L一20/8空压机上，获得成功，收到了良好的技术和经济效益。2．变频装置的组成及工作原理(1)组成。主要由变频器、智能调节器、压力传感器、24V直流电源板及其它电器控制元件等组成。(2)工作原理。在空压机减荷阀与

4、储气罐的管路上安装压力传感器，用来获得所需要的电流信号。当系统用风量小时，空压机储气罐的压力升高，压力传感器的阻值减小，2-7-4V直流电源把压力传感器的阻值转变为电流信号，使其对智能调节器输入的电流信号增大，调节器显示压力值升高，同时与设定值比较后，对变频器反向输出的电流信号变化。该信号输入变频器后经内部处理使输出电源的频率逐渐变小，最小可达设定频率下限15Hz。电动机转速下降，同时空压机的转速也下降，排气量减少。当系统用风量大时，系统风压逐渐降低，变频器输出电源频率升高，最高不超过50Hz，电动机

5、转速增加，排气量增大，满足系统用风量要求。当供风量与用风量基本持平时，变频器就会以保持该点的频率运行。该系统为闭环式自动调节系统，控制方框图如图1所示。在安装变频装置时，保留了原有的工频控制设备及排气量控制设备。在变频柜上设置了工频/变频转换开关，一旦变频装置出现故障，可方便地转换到工频运行状态。为了减少噪声对信号的影响，信号线使用屏蔽线与主回路分开布线，抗干扰性好。同时将空压机的综保接点串入变频装置控制回路，从而实现对空压机的断水、断油、超温、超压进行保护。3．4L一20/8空压机应用变频装置后的效

6、益-7-(1)大大地节约了电能。应用变频装置后，空压机是通过变频装置改变电源频率来调整电动机的转速，继而改变空压机排气量，提供稳定风压的，不存在电动机空运转问题。经测量，在系统用风量基本相同的情况下，工频运行时平均日耗电1374.4kWh，变频运行时平均日耗电1044.9kWh，变频运行日节电329.4kWh，年节电为12万kWh。(2)实现了设备软启动，减少对供电系统的影响。变频装置依据事先设定的有关参数，启动时电源频率从1Hz开始输出，经50s后频率达到50Hz。电动机启动比较平稳，提速缓慢，电动

7、机具有恒定转矩特性，带负荷启动，启动电流仍可控制在0.5--2倍额定电流之间。减少了对供电系统的冲击影响。(3)变频器配有直流电抗器，可改善功率因数。因为变频器运行时，相电流整流时的平波电容器充电，其波形呈脉冲状而严重畸变，接上直流电抗器后可改善电源功率因数，提高电动机效率。经测试，当供风压力同为0.62MPa时，在工频状态下运行时电动机功率为115.2kW，而在变频状态下运行时电动机功率为105kW。(4)供风压力调节方便准确，供风压力稳定，供风可靠。应用变频装置后，系统压力的调节是通过智能调节器实

8、现的。智能调节器面板上能够显示压力设定值和实际值，利用增量或减量键，可方便准确地完成系统压力值的设定，精度可达0.001MPa，而且操作方便。由于压力、转速、功率达到了动态匹配，空压机运行压力稳定。实测使用变频运行时，其压力变化幅值为0.034MPa，而工频运行时同样条件下其压力变化幅值为0.155MPa。从而改善了风动工具及用风设备的工作性能。(5)应用变频装置后还有以下效益：①因转速与注油量成正比，压缩机油消耗减少，经核算每年节约压缩机油1400kg