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《試論變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦機電領域節(jié)能特點.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、試論變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦機電領域節(jié)能特點摘要：煤炭行業(yè)中變頻調(diào)速技術(shù)應用的節(jié)能效果十分明顯，文章在煤礦大負荷設備傳統(tǒng)控制使用性能及效率分析基礎上，對變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點及變頻器改造可行性進行探討，通過與傳統(tǒng)控制的對比，指出煤炭行業(yè)恒轉(zhuǎn)矩大負荷設備的變頻調(diào)速技術(shù)應用改造刻不容緩。關鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù)；煤礦機電；節(jié)能分析中圖分類號：TM921.51文獻標識碼：A文章編號：1006-8937(2012)11-0158-02目前，交流電機變頻調(diào)速技術(shù)在計算機技術(shù)、大功率輸出技術(shù)及自動控制技術(shù)快速發(fā)展的基礎上，產(chǎn)生了突破性進步，
2、對于改善環(huán)境、推動技術(shù)具有重要作用，也已經(jīng)成為節(jié)能發(fā)展的必然趨勢。高功率因數(shù)、優(yōu)異的調(diào)速和起動、制動性能、高效率以及節(jié)能效果好是變頻調(diào)速技術(shù)主要特點，同時加以人性化保護，這樣被國內(nèi)外公認為實施適用范圍廣，最具發(fā)展前景的調(diào)速方式。1煤礦大負荷設備傳統(tǒng)控制使用分析%1在煤礦企業(yè)中，由于生產(chǎn)設備一般滿足服務年限長的特點，選型較大造成大馬拉小車的現(xiàn)象，電能浪費嚴重，設備運行效率往往都比較低。對于煤礦生產(chǎn)企業(yè)來說，電耗所占比例相當大，而其中的壓氣、提升、通風、排水等設備電能消耗為總能耗的1/3左右，那樣占煤礦用電量的30%左
3、右。這樣，如果采用擋板、閥門來進行調(diào)節(jié)往往造成比較大的浪費，而采用電動機變頻調(diào)速來調(diào)節(jié)流量，這樣可以節(jié)省20%?50%左右，自然可能產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效應。%1對于大負荷電機來說，往往啟動時間長，電流大，這樣使得設備絕緣強度收到嚴重影響，容易燒毀大功率電動機，電網(wǎng)運行的可靠性得到一定考驗；啟動時存在困難，往往造成較為嚴重的機械損傷。所以說，這樣不僅僅增加了設備維修成本，而且對于電網(wǎng)安全造成很大沖擊。%1控制工藝單一，同時實時性較差，自動化程度低。同時，對于轉(zhuǎn)矩極限控制、可逆運行控制、速度控制、啟動停止方式、加減速
4、功能和機械傳動部件使用壽命等方面存在明顯缺陷，不能滿足大規(guī)模自動化控制要求。2變頻器改造可行性分析%1對于設備起動時大電流對電網(wǎng)的浪涌沖擊和機械沖擊來說，可以通過軟啟動來進行減弱。%1寬電網(wǎng)電壓：范圍主要包括±20%電網(wǎng)電壓，在電網(wǎng)狀況的多重情況進行從容應對。%1保護功能主要包括過載保護、瞬時過流、電動機過載保護以及自動轉(zhuǎn)矩補償保護、電流限幅保護等等，這樣，供電、配電設備和電機就能被保護而安全運行。%1輸入諧波小，髙功率因數(shù)。%1調(diào)速范圍大、精度高、無級調(diào)速；效率高，無附加轉(zhuǎn)差損耗。%1相對簡單的改造工藝。在保留原
5、有電動機的基礎上，可以對舊設備進行技術(shù)改造，這樣不僅僅簡單可靠，維護方便，另外節(jié)電效果也較為明顯。%1故障率低，這樣節(jié)省設備檢修、維護費用。3變頻調(diào)速技術(shù)的原理交流變頻調(diào)速技術(shù)是微機技術(shù)、電力電子技術(shù)和電機傳動技術(shù)的綜合應用，基本原理是通過整流橋?qū)⒐ゎl交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，再由逆變器轉(zhuǎn)換為頻率、電壓可調(diào)的交流電壓作為交流電機的驅(qū)動電源，使電動機獲得無級調(diào)速所需的電壓和電流，是一種無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式之一。其工作原理就是工頻電源在電力半導體器件的通斷作用下，通過整流橋?qū)⒐ゎl交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，然后將頻率、電
6、壓可調(diào)的交流電壓通過逆變器進行相關轉(zhuǎn)換成為交流電機的驅(qū)動電源。綜合強弱電混合、機電一體的基礎上，對于電力電子技術(shù)、微機技術(shù)和電機傳動技術(shù)進行綜合應用，這就是交流變頻調(diào)速技術(shù)。這樣就能作為無附加轉(zhuǎn)差損耗的髙效調(diào)速方式，同時，使得電動機獲得無級調(diào)速所需的電壓和電流。在能源危機中發(fā)展的變頻調(diào)速技術(shù)，可以有效大幅度提高工作效率，是因為它能按照電機負載而進行自動的平滑的增速、減速工作。理論分析，可以得到電機的轉(zhuǎn)速N與供電頻率f的關系：n=2X60f/q式中，n為轉(zhuǎn)速，n/min；q為電機級數(shù)；f為頻率，Hz。通過上述公式分析
7、，可得轉(zhuǎn)速n與頻率f的關系成正比。當只改變頻率f的同時，不改變電動機的極數(shù)，這樣變電動機的轉(zhuǎn)速就可以改變。當頻率在0?50Hz變化時，調(diào)節(jié)范圍對于電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)來說就較為寬泛。這樣，通過電動機的供電電源頻率的改變，作為一種高效率、高性能的調(diào)速手段變頻調(diào)速技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效調(diào)節(jié)。4變頻調(diào)速技術(shù)的使用案例這里對象為某煤礦所用的FBCDZ-8-N020B型對旋軸流式風機(2X10kW),在使用ACS510-110kW/380V型變頻調(diào)速器以后進行前后對比分析。其中，對于ABB變頻器來說，主回路功率器件為西門子IGBT,全數(shù)
8、字化控制由微處理器實現(xiàn)，這樣實際運行中的各種特殊要求就能得以滿足，并且可以通過不同參數(shù)設置來滿足不同工況需要。經(jīng)過對于變頻調(diào)速器替換了原來的自耦降壓起動，在按照一定規(guī)律的改變脈沖列的脈沖寬度，即正弦波PWM來調(diào)節(jié)出量和波形。這樣可以在在0.1-50Hz的頻率范圍內(nèi)控制電動機的加、減速及運轉(zhuǎn)、啟動，這樣能更好使得起動、運行更加平穩(wěn)，真正實現(xiàn)了無極調(diào)速，供電網(wǎng)絡
