行業應用
2014-11
07
普傳科技PI9000系列變頻器在礦用對旋風機上的應用
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一、 礦用對旋風機的原理
將一個葉輪裝在另一個葉輪的后面，而葉輪的轉向彼此相反，稱為對旋型軸流通風機，或者對置式軸流風機。煤礦所使用的對旋軸流風機因其主要由該通風機采用兩級葉輪對旋式結構，兩級葉輪分別由容量及相同型號電動機驅動，兩個葉輪旋轉方向相反，從進風口看，第一級葉輪順時針方向旋轉，第二級葉輪則按逆時針方向旋轉。當空氣流入第一級葉輪獲得能量后并經第二級葉輪排出，第二級葉輪兼備普通軸流風機中靜葉的功能，在獲得正直圓周方向速度風量的同時，增加氣流的能量，從而達到了高效率、高風壓。
礦用對旋軸流通風機（俗稱主扇風機）是煤礦“呼吸系統”的中樞，須 24小時不間斷運行。一般每個礦井至少配備兩臺主通風機，一用一備。由于煤礦企業復雜的生產條件和環境影響，在主扇風機選型上根據煤礦反風及開采后期運行工況來設計選型，一般主通風機及拖動電機的功率，遠大于煤礦正常生產所需的運行功率，造成了大馬拉小車的普遍現象，耗能相當嚴重。如何降低企業的生產運營成本，提高生產效率是煤炭生產企業需要解決的主要問題。從主扇風機選型的過程和煤炭生產的實際情況，主扇風機在長期恒速運行中
存在以下問題：
1、電能的嚴重浪費
主扇風機設計上余量大，一直處在較輕負載下運行。由于采用檔板調節風量，因此造成電能浪費，增加了生產成本。2、啟動困難，機械損傷嚴重
主扇風機采用直接啟動，啟動時間長、啟動電流大，對電動機的絕緣有著較大的威脅，嚴重時甚至燒毀電動機。而高壓電動機在啟動過程中所產生的單軸轉矩現象使風機產生較大的機械振動應力，嚴重影響到電動機、風機及其它機械的使用壽命。
3、自動化程度低
主扇風機依靠人工調節檔板，不具備風量的自動實時調節功能，自動化程度低。在故障狀態下（如，風流短路），將對礦井正常生產造成嚴重安全隱患。
三、普傳科技 660V 中壓變頻器的應用
變頻調速器作為一種新型的電力變換裝置，已成熟地應用到工業生產的各個方面，不但啟動容易，節能效果顯著，而且對電機保護功能齊全。河南某煤礦，使用 4 臺（660V/160KW/8 極電機，額定轉速 710RPM）風機，兩個一組（1#2#；3#4#）組成兩個對旋風機，一用一備，為礦井通風。其中，1#和 3#風機為小扇葉結構做抽風機、2#和 4#為大扇葉結構做送風機。我們使用普傳 PI9430 220F6（690V/220KW 風機水泵型）變頻器 4 臺對該煤礦的對旋風機進行節能改造，變頻器采用端子運行、外接電位器調速。具體調試情況，如下：
1#與 3#變頻器參數設置相同，使用了鍵盤上傳下載功能。
F0.13，加速時間 80 秒；
F0.14，減速時間 100 秒；
F3.00，啟動方式 1，速度跟蹤再啟動；
F3.01，追蹤方式 3，轉速硬跟蹤方式；
F3.07，停機方式 1，自由停車；
F4.01，轉矩提升 0.0%，自動轉矩提升。
2#與 4#變頻器參數設置相同，使用了鍵盤上傳下載功能。
F0.13，加速時間 100 秒；F0.14，減速時間 100 秒；
F3.00，啟動方式 2，預勵磁啟動；
F3.01，追蹤方式 3，轉速硬跟蹤方式；
F3.05，DC 預勵磁電流 70%；
F3.06，DC 預勵磁時間 4 秒；
F3.07，停機方式 1，自由停車；
F4.01，轉矩提升 4%。
四臺變頻器相同優化參數如下：
F4.11，震蕩抑制增益為 0（出廠為 5）；
FB.00，快速限流使能為 0，不使能（出廠為 1）；
FB.03，死區補償模式為 0，不補償（出廠為 1）；
FB.04，電流檢測補償為 0（出廠為 5）；
FB.06，DPWM 切換上限頻率 1（出廠為 12HZ）。
其余參數，為出廠設定值不變。
現場調試的時候要注意一組中兩臺變頻器的啟動順序，最好是同時啟動，也可以啟動一臺，等待半分鐘之后啟動另一臺，千萬不能等一臺完全啟動之后再啟動另一臺，這樣可能會使后啟動這臺變頻器報故障。需要注意的是煤礦對旋風機變頻調速后，一般情況下要求兩臺電機的運行頻率盡量一致，從而保證電機轉速一致。避免一臺轉速高，一臺轉速低，形成風阻，影響風機的正常運行。由于現場電機與變頻器安裝距離比較遠，建議變頻器、電機分別接地效果會比較好。
1．普傳科技PI9000 系列變頻器起動對電網沒有任何沖擊。變頻器改造后風機可以實現軟起動，避免了起動時大電流的沖擊，對電網沒有任何沖擊，而且還可以隨時起動或停止，操控也比較方便。
2．按需要的風量來調節電機轉速，避免了電能浪費。進行變頻改造后，風機的送風量不再需要由風門來調節，也不需對葉輪角度調節，而是由變頻器驅動調節風機的轉速來實現，調節范圍理論上可以從 0%—100%（因，軸流風機特性，低速時效率會快速降低，一般會設置一個下限頻率）；因而可以根據生產需要隨時調節風量，減少了不必要的能源浪費。
3．變頻節能運行，節約了大量電能。由于變頻改造后不再使風機一直處于滿負荷工作狀態，而是隨速度變化運行在變負載狀態。視負載情況，節電率可以達到 20%～65%；
4．降低風機機械沖擊，延長使用壽命。進行變頻改造后，風機的大部分工作時間都在較低的速度運行，因而大大降低了風機的機械磨損和電氣沖擊，延長風機的使用壽命，減少維修量，降低了維修成本。
5．電機和風機運轉速度下降，潤滑條件改善，傳動裝置的故障下降。
6．系統壓力降低，管道的壓力和密封等條件得到改善，延長了使用壽命。
7．自動化程度提高。系統完善的監控性能和高可靠性提高了工作效率，減少了人工檢修和維護的工作量；
8. 可有效降低風機運行噪聲，有效改善工作環境。
小結，該煤礦主扇風機采用普傳科技 PI9430 220F6 變頻器改造后，運行效果非常好，改善了操作工藝，節能空間非常大，可以為企業帶來可觀的經濟效益，可以大力推廣。
