1、引言:
煤礦巷道用的通風系統(tǒng),在煤礦的安全生產(chǎn)中起著至關重要的作用。礦井的瓦斯爆炸,與巷道的通風是否順暢,風量的足否都有著直接關系,一旦通風不暢,瓦斯?jié)舛壬叩揭欢ǔ潭龋磿斐杀ㄋ?,造成重大事故,危及礦工的生命安全。而隨著開采及掘進的不斷延伸,巷道延長,所需的風量也將不斷增加,風機所用功率也將加大。四季的交替,冷熱的變化,所需的風量也需不斷調(diào)節(jié),但煤礦原根據(jù)反風及開采后期運行工況所設計的通風機及拖動的電動機的功率,通常遠大于煤礦正常生產(chǎn)所需的運行功率。
傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng),是根據(jù)風量所需的多少,靠調(diào)節(jié)風門來實現(xiàn)的,不但浪費了電能,調(diào)節(jié)起來也不方便,而且原電控系統(tǒng)采用直接或降壓起動,對大功率電機(一般在 55KW 以上)來說,啟動時間長,啟動電流大,對電動機的各種保護功能也不齊全,很容易燒毀電機,對電網(wǎng)也造成較大的沖擊,甚至會使供電系統(tǒng)跳閘。
變頻調(diào)速器作為一種新型的電力變換裝置,已成熟地應用到工業(yè)生產(chǎn)的各個方面,不但啟動容易,節(jié)能效果顯著,而且對電機保護功能齊全,為保證礦井生產(chǎn)的安全,降低生產(chǎn)成本,提高自動化程度,對礦井通風機的變頻改造就成為勢在必行的工程了。
2、礦用通風機的種類及改造方式
礦用通風機由于在生產(chǎn)中十分重要,通常采用一用一備兩套系統(tǒng),在一臺出現(xiàn)故障時馬上可以投入另一套系統(tǒng)運行,安全可靠,保證巷道的通風。礦用通風機一般是離心風機或軸流風機兩大類。
我們應用本公司生產(chǎn)的變頻器在新疆和山西三處煤礦四個通風機上進行了變頻改造。其中在新疆的三臺都是離心風機,山西的兩臺是660ν/500KW的大功率一拖二軸流式風機,效果都十分理想。節(jié)電率最好的可達35%以上。這里著重談一下我公司生產(chǎn)的660ν/500KW的變頻器的設計特點。對這樣大功率的變頻器,若采用普通的結(jié)構(gòu),由于電流比較大,而對于660V電壓等級來說,須采用1700V的IGBT。而此類器件的電流目前市場上最大只有200A的。因此做起來要采用8個單元并聯(lián)運行,結(jié)構(gòu)復雜,體積龐大,給安裝及運輸都帶來了困難。由于我們在中壓變頻器中,三電平電路的結(jié)構(gòu)應用都比較自如,工作起來都比較可靠,且對大功率電機來說,三電平電路的輸出波形對電機絕緣也很有利,因此我們采用普通電壓等級的模塊,用三電平結(jié)構(gòu),采用單元組合的方式,僅用四個單元即解決了此問題,而且裝配起來方便美觀,電機噪音也比較低,運行也比較可靠。在現(xiàn)場按裝后,根據(jù)實際工況,頻率僅調(diào)到35HZ即可滿足要求,節(jié)電效果十分顯著。
3、變頻改造應注意的問題
由于礦用通風機一般為扇風機,即向外抽風,一般采用的是離心式風機,拖動慣量比較大。因此在改造中,在調(diào)整變頻器的參數(shù)時應十分注意。
由于慣量比較大,在停機的過程中,電動機勢必要進入發(fā)電狀態(tài),若此時變頻器停機時間短,發(fā)電的能量即會進入變頻器形成倒灌,造成變頻器主電路電壓升高而損壞主器件。筆者就曾遇到過類似情況。在新疆的第一臺離心風機變頻器,由于用戶不熟悉負載情況,調(diào)整的參數(shù)因下降時間短而造成了電解電容全部爆裂,就是由于停機過程中過電壓造成的。傳統(tǒng)的處理方式是加制動單元,將該部分能量以能耗制動的方式釋放掉。若用戶對停機時間無特殊要求,也可將變頻器的下降時間盡量延長,讓其與電機的自由停車時間相一致,即可避免此類問題。
對于升速時間,由于負載慣性比較大,電動機的升速時間若跟不上變頻器頻率變化的時間,變頻器即會出現(xiàn)過流保護,而不能正常工作。因此其升速時間也不能太短,一般以變頻器正常工作為宜。
其他參數(shù)可比照普通變頻器的參數(shù)予以設置。
4、結(jié)束語
總之,礦用通風機采用變頻調(diào)速,不但實現(xiàn)了軟起停,節(jié)約了電能,而且可根據(jù)巷道的風量需求方便的進行調(diào)速,應用效果是十分理想的。我國的煤礦企業(yè)相當多,變頻器在這一方面的應用應當是十分廣泛的。