变频器在煤矿主通风机系统中的应用.pdf

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1、2010年第2期煤矿机电·89·变频器在煤矿主通风机系统中的应用赵永刚，许爱娟(神华宁夏煤业(集团)公司金能煤业分公司，宁夏石嘴山753200)摘要：针对分公司一区将原轴流式通风机更换为对旋轴流式通风机，并采用变频拖动运行方式。系统经分析表明，该变频系统不仅灵活、稳定，而且节约了能源，并以实际数据验证了其节能特性。关键词：主通风机；变频系统；研究中图分类号：TM921．51；TP277文献标识码：B文章编号：1001—0874(2010)02—0089—03ApplicationofFrequencyConvertertotheMainFanS

2、ysteminCoalMineZHAoYong-gang．XUAi-juan(JinnengCoalIndustrySub-companyofShenhuaNingxiaCoalIndustry(Group)Co．，Ltd．，Shizuishan753200，China)Abstract：FortherotatingaxialfantoreplaceaxialfanbyNo．1Sectionofsub—company．theresultofanalyzingtheoperationoftherotatingaxialfantobedragged

3、byfrequencyconvertorshowsthatthefrequencyeonversionsystemisnotonlyflexible，stablebutalsoenergyconservationtoverifythepowersavingfeatureofthesystemwithactualdata．Keywords：mainfan；frequencyconversionsystem；research本分公司一区原主通风机采用2K58-N028型轴流式通风机，以6000V，630kW同步电机拖动，为提高运行效率，2008年6

4、月将其更换为BDK-8-N032型对旋轴流式通风机并采用变频拖动。实际运行情况良好，并对此进行系统的研究。1驱动方案主通风机变频器系统主要完成对两套对旋式风机的拖动、控制和保护，根据系统的需要，可实现通风机在变频、工频两种方式下的正常启动、停机、紧急停机、反转反风及单级运行切换等运行方式。变频驱动系统框图如图l所示。变频驱动系统共由4套变频系统及其负载回路构成，高压配电系统共有4台馈电柜，其中变频馈电柜HV3、变频馈电柜HV4、变频馈电柜HV9及变频馈电柜HVIO分别供电给11、12、21、22号变频系统，4台电机由4套变频系统采用一拖一方式拖

5、动，变频系统电路配置完全相同。ACl6kVAC26kV高压配电系统一1广_风肥驯眺，，ll：荨Hv，lf三毒Hv，。fIl，冀毋。号基毋佴蹲鹤佴璐萄图1变频驱动系统框图2变频器系统变频器系统采用单元串联多电平型结构。每套变频器系统由移相变压器柜、功率柜、控制柜、和旁·90·煤矿机电2010年第2期路柜4部分构成。(1)功率单元功率柜有18个功率单元，每6个功率单元串联构成一组，如图2所示。围2高压变频调速系统结构图每个功率单元的结构完全一致，可以互换，其电路结构见图3，系基本的交-直．交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥

6、进行正弦PWM调制，可得到如图4所示的波形。三相输入_-●-‘上一乇乙lI刚～Z＼2王2Z∑2王2lql¨[互夏巫亚]7-图3功率单元电路结构圈4功率单元输出波形(2)输入侧输出输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为6组，构成36脉冲整流方式。这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善电网侧的电流波形，使其负载下的电网侧功率因数接近l。另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。(3)输出侧由图2和图3可见，输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电

7、机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到接近正弦波的阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，DV／DT小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无需输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，直接用于旧设备的改造，同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。(4)控制器控制核心由具有浮点运算能力的DSP和快速逻辑处理芯片FPGA构成，优良的算法可以保证电机达到最优的运行性能。内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性和抗干扰性，用户可通过485通讯端口，在远

8、程通过Pc对设备进行有效的监控。控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，高、低压得到可靠隔离，系统具有极高的抗干扰性及安全性。(5)旁路1)正常操作由图