高压变频器在东怀煤矿透风机中的应用.docx

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1、高压变频器在东怀煤矿透风机中的应用林红波PangZhongyuanLinHongbo摘要：本文介绍了高压变频器在广西白色东怀煤矿透风机中的应用情况。通过对高压电机各种调速方式比拟，用户选用功率单元串联多电平型高压变频器对透风机进展调速改造。应用情况说明，改造是成功的。关键词：高压变频器功率单元串联多电平煤矿透风机Abstract:ThearticleintroducestheapplicationofhighvoltageinverterinGuangxicoalminefan.Throughtothehighvoltageelectricalmachineryeachkindofveloci

2、tymodulationwaycomparison,theuserselectsthepowerunittoconnectthemulti-levelshighinvertertocarryonthevelocitymodulationtransformationtotheventilator.Theapplicationsituationindicatesthetransformationissuccessful.Keywords：HighvoltageinverterPowerunitconnectsthemulti-levelsCoalmineventilator1引言广西百色矿务局始建

3、于1956年，原煤消费才能300万吨/年，是广西最重要的褐煤消费基地。东怀煤矿是其下属的煤矿之一，被列入国家级绿色矿山试点单位名单，是广西第一家获此殊荣的煤矿。近年来，东怀煤矿严格按照井下标准化，地面花园式的规划和建立要求，将绿色理念贯串于消费经营的全经过，以开采方式科学化、资源利用高效化、消费工艺环保化、矿山环境生态化为根本要求，引进先进消费工艺和技术，实现了经济效益、生态效益和社会效益的协调统一。目前，东怀煤矿每年可消费原煤150万吨。随着煤炭的产量不断扩大，原有矿用透风机已不能知足矿井透风要求，需要更换。选择风机型号原那么一般为：矿井一般按开采各阶段中透风最困难时期选型，根据反风及开采后

4、期运行工况所设计的透风机及拖动的电动机的功率，通常远大于煤矿正常消费所需的运行功率，势必造成宏大的能源浪费。2改造现场设备原来的主扇风机采用工频运行，在运行中一般采用改变导叶角度和改变档板角度调节透风量，因此透风效率较低，造成能源浪费，增加了消费本钱。而对旋轴流风机两级风级叶轮采用不同的叶片扭曲角度、不同的安装角度；一级叶轮的扭曲角度和安装角度都较二级叶轮大，一级叶片数大于二级叶片数，叶片采用等环量流型设计，叶片安装角度可任意调节，透风效率高。所以改造后的透风机设备选用对旋轴流透风机较为公道。煤矿对旋风机因其主要由该透风机采用两级叶轮对旋式构造，两级叶轮分别由容量及一样型号电动机驱动，两个叶轮

5、旋转方向相反，从进风口看，第一级叶轮顺时针方向旋转，第二级叶轮那么逆时针方向旋转。当空气流入第一级叶轮获得能量后并经第二级叶轮排出，第二级叶轮兼备普通轴流风机中静叶的功能，在获得整直圆周方向速度风量同时，增加气流的能量，进而到达普通轴流式透风机不能到达的高效率，高风压。它与普通轴流风机相比有以下几个优点：1)可以省略导叶，因此具有较短的构造尺寸。2)传动效率高。叶轮直接安装在电机轴上，改变了传统的传动构造，既防止了传动装置的频繁损坏，消除了能量损耗，也进步了风机装置的传动效率。对旋轴流式透风机由于没有静叶，不存在静叶损失，因此，其效率比普统统风机要高。3)对旋轴流式透风机具有较大的逆向送风量，

6、其一般可达70%80%，而普统统风机的逆向送风量仅为30%40%。4)轴流对旋风机使用灵敏。对旋风机两级工作轮分别由两台电机驱动，因此对旋风机对应不同的使用状态，可进展各式各样的组合，使其中一级空转可组成前导加动叶级或者动叶加后导叶级，亦可装备一个静叶作为附件，可以调节栅距以实现变风量调节。对旋风机可变转速和两转子的转速比来调节流量，这是对旋风机所特有的。矿用透风机为两台，一用一备。风机拖动电机功率为250kW/6kV，每台对旋轴流式风机有两台电机组驱动。为了进一步降低透风机的运行消耗功率，需选择适宜的调速方式对透风机进展控制，以到达高效运行的目的。3改造风机调速方式选择至目前为止，高压电机要

7、实现调速，主要采用以下方式：1液力耦合器方式。即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置，通过液面的上下调节电机和负载之间耦协力的大小，实现负载的速度调节。这种调速方法本质上是转差功率消耗型的做法，其主要缺点是随着转速下降效率越来越低、维护工作量大。属淘汰落后调速方式。2串级调速。串级调速必须采用绕线式异步电动机，将转子绕组的一局部能量通过整流、逆变再送回到电网，这种调速方式的调速范围一般在70%-95%左右，调速范围窄。而透风机一般都采用鼠笼式异步电动机，更换电机非常费事。串级调速属于落后技术。3上下高变频方式。变频器为低压变频器，采用输入降压变压器，先把电网电压降低，然后采用一台低压变频器实现

8、变频；对于电机，那么有两种方法，一种方法是采用低压电机；另一种方法，那么是仍采用原来的高压电机，需要在变频器和电机之间增加一台升压变压器。这是当时高压变频技术未成熟时的一种过渡技术。这种做法由于采用低压变频器，容量也比拟小，对电网侧的谐波较大。4高高变频方式。目前，市场上销售的主流高压变频器又可分为电流源型、功率单元串联多电平型和三电平型三种类型，其中功率单元串联多电平变频器采用多个低压的功率单元串联方式实现高压，是电压源型变频器。这种变频器主回路如图1示，此变频器采用多个低压的功率单元串联实现高压，输入侧的降压变压器采用移相方式，可有效消除对电网的谐波污染，输出侧采用多电平正弦PWM技术，可

9、适用于任何电压的普通电机，另外，在某个功率单元出现故障时，可自动退出系统，而其余的功率单元可继续保持电机的运行，减少停机时造成的损失。系统采用模块化设计，可迅速交换故障模块。由此可见，单元串联多电平型变频器的市场竞争力是很明显的。这种变频器技术成熟，目前占据风机水泵市场主要份额。通过对以上高压电机调速方式比拟，煤矿指导决定采用功率单元串联多电平变频器对矿用透风机进展改造。矿指导经过比照、论证，最后决定选用山东新风光电子科技开展有限公司消费的JD-BP37-250F高压变频器2套对矿主透风机进展调速控制，改造到达了预期目的。4山东新风光电子JD-BP37系列性能特点山东新风光消费的风光牌JD-B

10、P37系列高压变频器荣获中国名牌称号，风光牌JD-BP37系列高压变频器以高速DSP为控制核心，采用无速度矢量控制技术、功率单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，其谐波指标远小于IEE519-1992的谐波国家标准，输入功率因数高，输出波形质量好，不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器；不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，可以使用普通的异步电机。风光JD-BP37系列高压变频器除具有一般普通变频器的功能外，还具有以下性能特点：(1)采用高速DSP作为中央处理器，运算速度更快，让控制更精准。(2)飞车启动功能：可以识别电机的速度并在电

11、机不停转的情况下直接起动。(3)完好的工频/变频自动互切技术：如今的高压变频调速系统一般设置工频旁路切换柜，变频器发生故障时能使高压电机转至工频运行，旁路切换有手动旁路和自动旁路切换两种型式。新风光公司提供的自动旁路切换柜，不仅可实现变频故障情况下自动由变频转换至工频运行状态，还可实如今变频检修完毕后由工频瞬间转换至变频的功能，整个转换经过不会对用户设备的运行造成任何影响。(4)旋转中再启动功能：运行经过中高压瞬时掉电三十秒钟内恢复，高压变频器不停机，高压恢复后变频自动运行到掉电前的频率。(5)线电压自动平衡技术星点漂移技术：变频器某相有单元故障后，为了使线电压平衡，传统的处理方法是将另外两相

12、的电压也降至与故障相一样的电压，而线电压自动平衡技术通过调整相与相之间的夹角，在相电压输出最大且不相等的前提下保证最大的线电压平衡输出。(6)单元直流电压检测：实时显示检测系统直流电压，进而实现输出电压的优化控制，降低谐波含量，保证输出电压的精度，提升系统控制性能，并保证运行维护人员实现对功率单元运行状况的全面把握。(7)单元内电解电容因采取了公司专利技术，可以将其使用寿命进步一倍。(8)通过控制器可实现对各单元直流滤波电容寿命的检测，实如今年检中对单元电解电容器进展检测，根据出厂时电解电容器的特性的比拟与趋势，可得出对电解电容器寿命的猜想，提早预知电解电容器是否可继续运行，防止由于电容器运行

13、出现非预期的系统故障，并实现运行维护人员对功率单元设备状况的及时把握。 (9)具有双路控制电，一路为干式变压器变压以后的电源，一路为外部控制电源，这样在调试经过中，无需参加高压主电，就可以检测输出波形的正常与否。对于在现场安装调试以及人员培训很方便，大大进步了平安性。(10)具备突发相间短路保护功能。假如由于设备原因及其他原因造成输出短路，此时假如变频器不具备相间短路保护功能，将会导致重大事故。风光高压变频器在发生类似问题时可以立即封闭变频器输出，保护设备不受损害，防止事故的发生。(11)限流功能：当变频器输出电流超过设定值，变频器将自动限制电流输出，防止变频器在加减速经过中或者因负载忽然变化而引起的过流保护，最大限度减少停机次数。