矿用对旋风机变频调速 高效安全更节能

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矿用对旋风机变频调速   高效安全更节能   

来源：大连普传科技有限公司

前言

矿井主通风机用于向井下提供新鲜风流、排除污浊空气和有害气体，对煤矿的安全生产影响重大。矿井主通风机全年不停地运行，其电耗量较大，平均电耗约占矿井电耗的15％。近年来，我国矿井多采用对旋式通风机，该类型风机采用交流异步电机双电机拖动。该类型风机传统的调节系统是根据风量所需的多少，靠调节叶片角度来实现的，这种调节必须在风机停机时才能进行，只适合较长阶段的风量调节，调节起来也不方便，可调范围也不大（一般一度为一单位），电机全速运行，节电不明显。另一种调节系统是调节风机电机转速，通过比较变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。

变频器应用的必要性

1：对电网的冲击问题

由于传统的电机是直接启动，所以，必会对电网有很大的冲击；

变频控制：变频驱动方式下电机的起动是从零速到设定转速的一个加速过程，而且该过程完全可控，整个启动过程的电流都是在电机额定电流以下，不存在对电网的冲击；

2：降低变压器容量

由于传统的电机是直接启动，启动需要6-8倍的额定电流，如果满足电机的启动，因此，上级电网中势必需要一个比较大的变压器来解决；

变频控制：变频驱动方式下电机的起动，整个启动过程的电流都是在电机额定电流以下，只需标配就行；

3：改善启动过程，提高安全性

对旋风机是用了双电机，如果用传统的直接启动同时启动，必然会有很大的冲击电流，为了缓解这个问题，就需要分级启动，即一级启动完成，再启动另一级风机，这样启动就相对降低了对变压器冲击，但是这种启动方式容易产生涡流，从而造成有时会造成启动不成功，就需重新启动，这样就增加了安全隐患；

变频控制：变频驱动方式下电机的起动，整个启动过程的电流都是在电机额定电流以下，不存在对电网的冲击，因此，两极风机就可以同时启动；

4：解决了功率不平衡

由传统的对旋风机主要是靠调节风机的角度，来调节负压、风量，这样一来，在某一个角度下，随着井下工矿的改变，两级对旋风机的功率相差较多，I级电机功率与II级相差能达到将近40%左右；

变频控制：由于变频控制能使风机运行在0-50HZ任意频率，从而可以选择合适的角度，配合调节风机的转速，使风机在较高的运行效率区间运行，这样就能解决功率不平衡问题；

5：节能

传统的控制模式随着工矿的变化，风机不能随时调节风叶角度，使风机长期在较低的运行效率区间运行；

变频控制：在运行中，可以随时调节风机的转速，使风机适应工矿的需求，使风机在较低的运行效率区间运行，从而达到了节能的目的，同时也提高了矿井的安全性。

应用案例

变频调速器作为一种新型的电力变换装置，已成熟地应用到工业生产的各个方面，不但启动容易，节能效果显著，而且对电机保护功能齐全。

河南某煤矿，使用4台（660V/160KW/8 极电机，额定转速710RPM）风机，两个一组（1#2#；3#4#）组成两个对旋风机，一用一备，为矿井通风。其中，1#和 3#风机为小扇叶结构做抽风机、2#和 4#为大扇叶结构做送风机。我们使用普传 PI9430 220F6（690V/220KW 风机水泵型）变频器4台对该煤矿的对旋风机进行节能改造，变频器采用端子运行、外接电位器调速。

具体调试情况，如下：1#与3#变频器参数设置相同，使用了键盘上传下载功能。

F0.13	加速时间 80 秒	F3.01	追踪方式 3，转速硬跟踪方式
F0.14	减速时间 100 秒	F3.07	停机方式 1，自由停车
F3.00	启动方式 1，速度跟踪再启动	F4.01	转矩提升 0.0%，自动转矩提升

2#与 4#变频器参数设置相同，使用了键盘上传下载功能。

F0.13	加速时间 100 秒	F3.05	DC 预励磁电流 70%
F0.14	减速时间 100 秒	F3.06	DC 预励磁时间 4 秒
F3.00	启动方式 2，预励磁启动	F3.07	停机方式 1，自由停车
F3.01	追踪方式 3，转速硬跟踪方式	F4.01	转矩提升 4%

四台变频器相同优化参数如下：

F4.11	震荡抑制增益为 0（出厂为 5）
FB.00	快速限流使能为 0，不使能（出厂为 1）
FB.03	死区补偿模式为 0，不补偿（出厂为 1）
FB.04	电流检测补偿为 0（出厂为 5）
FB.06	DPWM 切换上限频率 1（出厂为 12H[size=12.0000pt]z[size=12.0000pt]）

其余参数，为出厂设定值不变。

现场调试的时候要注意一组中两台变频器的启动顺序，最好是同时启动，也可以启动一台，等待半分钟之后启动另一台，千万不能等一台完全启动之后再启动另一台，这样可能会使后启动这台变频器报故障。需要注意的是煤矿对旋风机变频调速后，一般情况下要求两台电机的运行频率尽量一致，从而保证电机转速一致。避免一台转速高，一台转速低，形成风阻,影响风机的正常运行。由于现场电机与变频器安装距离比较远，建议变频器、电机分别接地效果会比较好。

改造后的效果

1：普传科技PI9000系列变频器起动对电网没有任何冲击。变频器改造后风机可以实现软起动，避免了起动时大电流的冲击，对电网没有任何冲击，而且还可以随时起动或停止，操控也比较方便；

2：按需要的风量来调节电机转速，避免了电能浪费。进行变频改造后，风机的送风量不再需要由风门来调节，也不需对叶轮角度调节，而是由变频器驱动调节风机的转速来实现，调节范围理论上可以从 0%—100%（因，轴流风机特性，低速时效率会快速降低，一般会设置一个下限频率）；因而可以根据生产需要随时调节风量，减少了不必要的能源浪费；

3：变频节能运行，节约了大量电能。由于变频改造后不再使风机一直处于满负荷工作状态，而是随速度变化运行在变负载状态。视负载情况，节电率可以达到 20%～65%；

4：降低风机机械冲击，延长使用寿命。进行变频改造后，风机的大部分工作时间都在较低的速度运行，因而大大降低了风机的机械磨损和电气冲击，延长风机的使用寿命，减少维修量，降低了维修成本；

5：电机和风机运转速度下降，润滑条件改善，传动装置的故障下降；

6：系统压力降低，管道的压力和密封等条件得到改善，延长了使用寿命；

7：自动化程度提高。系统完善的监控性能和高可靠性提高了工作效率，减少了人工检修和维护的工作量；

8：可有效降低风机运行噪声，有效改善工作环境。