風機常用調速方式比較

常用調速方式比較
    礦井主扇風機要實現調速運行，通常采用以下3 種方式：
（1） 液力耦合器。可實現無級調速，調速范圍很寬當轉速變化較大時，與節流調節相比也有顯著的節能效果。能實現電動機的空載啟動，降低啟動電流。屬于柔性傳動，具有過載保護和隔離震動作用。工作平穩，控制調節方便，能用于大容量風機的變速調節。主要缺點有設備體積龐大，發熱量大。在低速段產生的轉差損耗很大，傳動效率和調速精度低，屬低效調速裝置。
（2） 串級調速。具有調速平滑、效率髙、投資少的特點，高壓調速、低壓控制，當調速裝置發生故障時，能輕便地切換到全速運行。調速范圍窄、一般在 70% ～95% ，對電網的諧波污染大，功率因數偏低，維護工作量大，不能實現軟啟動。
（3） 變頻調速。能夠實現平滑的無級調速，速范圍寬，調速精度高，機械特性硬。節能效果顯著，在低轉速下也能保持較高的效率。容易實現自動制，變頻器發生故障時可切換至工頻下運行。變頻裝置可以兼做軟啟動器，具備所有軟啟動器功能，滿足各類負載的軟啟動需要。缺點是有很低的諧波污染。
    通過以上對比可以看出，變頻調速技術既有優良的調速性能、又具備獨到的軟啟動特性，一套裝備就可以解決調速與軟啟動問題，是當前最合理的主扇風機調速方案。
3 變頻調速在主扇風機中的應用實例
    興隆煤礦主扇風機為兩臺 FBCDZ-№26 系列的軸流式對旋風機，一用一備。每臺風機配置 2×450kW 、6 kV 防爆鼠籠電機，一對電機的參數相同。選用 H IVERT-YK06/ 130 型高壓變頻器，容量 1 250
kVA。一臺變頻器控制對旋風機的一對電機，實行一拖二供電，為了防止變頻系統出現故障而導致礦井停風事故，主回路設置了應急工頻旁路系統。

3. 1 該變頻器主要技術特點
（1） 變頻器可以在電網電壓跌落不超過額定
值的 20% ，或上升不超過額定值的 15% 時正常平運行。此外還設有電網掉電情況下的相關功能選項，用戶可根據需求選擇設置：在電網掉電時間不超過 1ｓ 時，變頻器具有抗波動、持續運行的功能；在電網長時間掉電后恢復送電時，變頻器具有高壓失電自啟動功能。
（2） 具備反轉功能，用戶可根據現場需求設置相關參數。當選擇變頻器參數反轉允許時，只需調節給定頻率為負數，電機即可進入反轉模式。如遇井下發生火災等重大事故，操作鍵盤可立即將風機進入反轉狀態，省去了繁瑣的反風操作。
（3） 具有本地、遠程、上位三種控制方式，不同控制方式可以自由切換，用戶可根據現場需要進行選擇。在礦井風機正常工作情況下，變頻器可設置為遠程控制或上位控制方式，在主控室進行監控；在需要現場操作變頻器以及系統聯調時，一般要求對變頻器進行本地操作，這時可選擇變頻器為本地控制方式，在人機界面上對變頻器進行操作。
（4） 具有電機過流、變頻器限流、變頻器流、單元過壓、過熱保護等功能，最大限度地保障電氣設備的安全。
（5） 采用先進的空間矢量控制正弦波 PW M調制技術，精度高、響應快，輸出波形為近乎完美的正弦波，大大減弱了輸出諧波含量。
3. 2 風機高效運行的調節
    根據礦井近期所需的風量、負壓和當前風機運行情況，繪制較準確的礦井通風網路阻力曲線；把通風網路阻力曲線作在廠家給出的不同葉片安裝角度下的通風機性能曲線上，找出工況點。工況點應運行在高效區，即系統效率在 80% 左右；如果工況點出現在低效區，可以調整葉片安裝角度使其處于高效區，確定出要調節的葉片角度。
    采用變頻調速技術后，預先將風機風葉角度調到高效區，再使風機轉速降到滿足風量的合適轉速，調速后的效率幾乎不變。該礦通過對風機風葉角度和運轉速度的優化組合，使風機效率始終在82％左右，實現了提高風機運行效率并滿足通風需要的目標。對于有些新建或技改礦井長期處于高速低效的運轉狀態，可采取適當增大風葉的安裝角度、降低風機轉速來滿足礦井供風量的要求，達到經濟運行的目的。變頻器設置為開環定速運行，可根據礦井的通風需要隨時調節運轉速度。輸出頻率0～60 H z連續可調，分辨率達 0. 01 H z，調速過程平滑，調節方便，調速性能優良。
3. 3 穩健的軟啟動特性
    變頻器具有軟啟動功能，能夠提供多種智能的啟動曲線，風機可以實現變頻軟啟動。根據通風機的負載性質和電氣參數確定最佳的半 S 形加速曲線，加速時間在 5～1 600ｓ 內連續可調，能夠很地控制加速度。啟動電流最大只有 1. 3 倍的額定電流，減輕了對電網的沖擊，不影響電網的穩定性。采用低速轉矩補償方式，使變頻器在低速時也有良好的轉矩輸出特性，且平滑無沖擊。啟動過程平滑順暢，風機的振動、噪音和溫度明顯降低，延長了設備的使用壽命，進一步提高了主扇風機的安全性和可靠性。
4 結 語
    采用變頻調速技術，主扇風機工況點持續運行在高效區，并實行了變加速度的軟啟動。高壓變頻技術以優良的調速性能兼具先進的軟啟動特性，成為煤礦主扇風機實現高效運行與穩健啟動的有效途徑，是風機、水泵實施調速節能改造的首選方案，是工業企業提高能源利用效率和工藝控制自動化水平的先進技術，具有廣闊的發展前景。