变频技术及其在矿井主扇中的应用.pdf

《变频技术及其在矿井主扇中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第125期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．03．019变频技术及其在矿井主扇中的应用王天涛(七台河精煤集团公司建设煤矿，黑龙江七台河154600)摘要：介绍了变频技术系统的构成、功能、特点和控制原理及其在煤矿主要扇风机通风调节过程中的运行、使用状况，事实证明变频自动控制节能，给矿山带来十分显著的经济效益，预示该技术在其他行业领域电机节能调速运用的广阔前景。关键词：变频技术；自动控制；风量；调节中图分类号：TD44l文献标识码：B文章编号：1005．2798(2010)03—0

2、043—03矿井主要扇风机，是煤矿生产中的主要用电设障信息与发生的时间、故障内容，并可调出故障维修备。经调查，一个矿井的主扇年用电量，约占全矿生指南，方便检修。产年用电的25％～40％，有的甚至高达50％。就一1．3系统的安全保护与可靠性个年产10万t左右的南方小型矿井而言，主扇每年1)系统设计。在电控设备设计上，采用变频至少耗费70万元以上电费。这其中一部分电能是起动为主控、开关屏直接起动为备用的设计思想，每被浪费了的。若能采用变频调节技术，实现矿井主一台风机既可以用变频起动、停机，也可以用开关屏扇自动节能运行

3、，根据安全和生产需要供风，将不失起动、停机，互为备用。同时停止故障风机的运转。为一种降低矿山生产成本，提高经济效益，保障设备当变频系统发生故障时，PLC会自动(也可用手动)安全运转的有效途径。切换至低压开关屏，直接起动风机，保证工作风机不间断的运行。1变频系统2)设备先进。变频调速的核心部件——变1．1系统构成频器，选用国外CIMR—F7A4160型变频器，该变频1)电力控制设备。包括变频器、开关屏和联器平均无故障运行时间达250000h以上，几乎免维络屏。护。低压开关屏全部选用国内一流产品，配自耦降2)智能检测

4、设备。包括压力变送器、风流量压启动和反转切换启动装置。变送器、PID、PID隔离模块、隔离变压器、直流供电3)保护功能。①电机保护：电子热动电释保源及信号电缆。护；②瞬时过电流：额定电流200％时停止输出；③3)自动控制设备。包括触摸屏、PIC可编程保险丝熔断保护：电机在保险丝熔断时自动停止；④控制器和控制软件。过负载保护：CT模式为150％，1min；VT模式为1．2系统功能120％，1min；⑤过电压保护：主回路直流电压820V1)现场信号在线采集。采集矿井的风量、风以上时停止输出；⑥欠电压保护：主回路直流电

5、压压等信号，并由PID进行信号处理和计算。380V以下时停止输出；⑦失速防止：加速中／匀速2)控制变频器运行。根据PID设置参数，适中／减速中，失速防止设定；⑧接地保护：电子回路保时控制变频器运行，变频器根据负荷变化自动调节护。输出频率，控制电动机的转速。根据PLC编定的程1．4反风操作的可靠性序，控制风机的切换。变频操作面板、开关屏上均设有反风操作按钮，3)可视化操作界面。风量、压力的设定值和当需要进行反风时，只需按下反风按钮即可实现反运行值全数字显示，界面丰富、友好，人机对话方便。风，其操作与正常通风操作一样

6、简单可靠。整个反4)操作简单可靠。矿井正常通风或反风，只风操作可在5min之内完成。需分别按下起动或反风按钮即可自动完成。1．5系统控制原理5)故障信息自动记录。变频器自动记录故压力变送器将供风压力变为4～20mA的标准收稿日期：2009—12-15作者简介：王天涛(1975一)，男，黑龙江七台河人，工程师，从事机电技术工作。43王天涛：变频技术及其在矿井主扇中的应用第19卷第3期信号，风量变送器将风量也变为4～20mA的标准以下；设备电压范围：AC380V±10％。信号，两个信号同时输入PID，PID将两个模拟

7、信号02变频技术应用转换为数字量，经PID中央处理器CPU进行信号合成，按照一定的控制规律转换为模拟量4～20mA2．1变频调节主扇节能原理的标准信号输出变频器，这样PID可控制变频器的调节主扇电机转速的节电原理，见图2。输出频率，调节电动机的转速，达到同时满足风量、风压大小的要求，实现节能运转的需要。1．6系统特点由于矿井通风常需考虑风量、风压两个指标。为此，采用变频调速与调节闸门开度相结合的综合节能方法，能更好地兼顾风量、风压两个指标要求。其原理，见图1。图2主扇调速节电原理图中，曲线1为主扇在恒速下的风压一

8、风量(一Q)特性曲线；曲线2为风机在恒速下的轴功率一风量(P一Q)特性曲线；曲线3为管网风阻特性(闸门全开)曲线。设风机在设计时的工作点在点，效率最高，Q此时输出风量Q为100％，轴功率与AOQ。所包图1综合节能法不例围的面积成正比。若按通风工艺要求，风量需要调节到Q，，而风当需要调节风量时，如风量从100％减少到额压不低于尸，如图中的B(Q，P)点。调节闸门开定风量的5