風(fēng)機常用調(diào)速方式比較

常用調(diào)速方式比較
    礦井主扇風(fēng)機要實現(xiàn)調(diào)速運行，通常采用以下3 種方式：
（1） 液力耦合器。可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍很寬當(dāng)轉(zhuǎn)速變化較大時，與節(jié)流調(diào)節(jié)相比也有顯著的節(jié)能效果。能實現(xiàn)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(hù)和隔離震動作用。工作平穩(wěn)，控制調(diào)節(jié)方便，能用于大容量風(fēng)機的變速調(diào)節(jié)。主要缺點有設(shè)備體積龐大，發(fā)熱量大。在低速段產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差損耗很大，傳動效率和調(diào)速精度低，屬低效調(diào)速裝置。
（2） 串級調(diào)速。具有調(diào)速平滑、效率髙、投資少的特點，高壓調(diào)速、低壓控制，當(dāng)調(diào)速裝置發(fā)生故障時，能輕便地切換到全速運行。調(diào)速范圍窄、一般在 70% ～95% ，對電網(wǎng)的諧波污染大，功率因數(shù)偏低，維護(hù)工作量大，不能實現(xiàn)軟啟動。
（3） 變頻調(diào)速。能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的無級調(diào)速，速范圍寬，調(diào)速精度高，機械特性硬。節(jié)能效果顯著，在低轉(zhuǎn)速下也能保持較高的效率。容易實現(xiàn)自動制，變頻器發(fā)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(fù)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(diào)速技術(shù)既有優(yōu)良的調(diào)速性能、又具備獨到的軟啟動特性，一套裝備就可以解決調(diào)速與軟啟動問題，是當(dāng)前最合理的主扇風(fēng)機調(diào)速方案。
3 變頻調(diào)速在主扇風(fēng)機中的應(yīng)用實例
    興隆煤礦主扇風(fēng)機為兩臺 FBCDZ-№26 系列的軸流式對旋風(fēng)機，一用一備。每臺風(fēng)機配置 2×450kW 、6 kV 防爆鼠籠電機，一對電機的參數(shù)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(fēng)機的一對電機，實行一拖二供電，為了防止變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致礦井停風(fēng)事故，主回路設(shè)置了應(yīng)急工頻旁路系統(tǒng)。

3. 1 該變頻器主要技術(shù)特點
（1） 變頻器可以在電網(wǎng)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(shè)有電網(wǎng)掉電情況下的相關(guān)功能選項，用戶可根據(jù)需求選擇設(shè)置：在電網(wǎng)掉電時間不超過 1ｓ 時，變頻器具有抗波動、持續(xù)運行的功能；在電網(wǎng)長時間掉電后恢復(fù)送電時，變頻器具有高壓失電自啟動功能。
（2） 具備反轉(zhuǎn)功能，用戶可根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)置相關(guān)參數(shù)。當(dāng)選擇變頻器參數(shù)反轉(zhuǎn)允許時，只需調(diào)節(jié)給定頻率為負(fù)數(shù)，電機即可進(jìn)入反轉(zhuǎn)模式。如遇井下發(fā)生火災(zāi)等重大事故，操作鍵盤可立即將風(fēng)機進(jìn)入反轉(zhuǎn)狀態(tài)，省去了繁瑣的反風(fēng)操作。
（3） 具有本地、遠(yuǎn)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(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行選擇。在礦井風(fēng)機正常工作情況下，變頻器可設(shè)置為遠(yuǎn)程控制或上位控制方式，在主控室進(jìn)行監(jiān)控；在需要現(xiàn)場操作變頻器以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時，一般要求對變頻器進(jìn)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(jìn)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(hù)等功能，最大限度地保障電氣設(shè)備的安全。
（5） 采用先進(jìn)的空間矢量控制正弦波 PW M調(diào)制技術(shù)，精度高、響應(yīng)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(fēng)機高效運行的調(diào)節(jié)
    根據(jù)礦井近期所需的風(fēng)量、負(fù)壓和當(dāng)前風(fēng)機運行情況，繪制較準(zhǔn)確的礦井通風(fēng)網(wǎng)路阻力曲線；把通風(fēng)網(wǎng)路阻力曲線作在廠家給出的不同葉片安裝角度下的通風(fēng)機性能曲線上，找出工況點。工況點應(yīng)運行在高效區(qū)，即系統(tǒng)效率在 80% 左右；如果工況點出現(xiàn)在低效區(qū)，可以調(diào)整葉片安裝角度使其處于高效區(qū)，確定出要調(diào)節(jié)的葉片角度。
    采用變頻調(diào)速技術(shù)后，預(yù)先將風(fēng)機風(fēng)葉角度調(diào)到高效區(qū)，再使風(fēng)機轉(zhuǎn)速降到滿足風(fēng)量的合適轉(zhuǎn)速，調(diào)速后的效率幾乎不變。該礦通過對風(fēng)機風(fēng)葉角度和運轉(zhuǎn)速度的優(yōu)化組合，使風(fēng)機效率始終在82％左右，實現(xiàn)了提高風(fēng)機運行效率并滿足通風(fēng)需要的目標(biāo)。對于有些新建或技改礦井長期處于高速低效的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，可采取適當(dāng)增大風(fēng)葉的安裝角度、降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速來滿足礦井供風(fēng)量的要求，達(dá)到經(jīng)濟運行的目的。變頻器設(shè)置為開環(huán)定速運行，可根據(jù)礦井的通風(fēng)需要隨時調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)速度。輸出頻率0～60 H z連續(xù)可調(diào)，分辨率達(dá) 0. 01 H z，調(diào)速過程平滑，調(diào)節(jié)方便，調(diào)速性能優(yōu)良。
3. 3 穩(wěn)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(fēng)機可以實現(xiàn)變頻軟啟動。根據(jù)通風(fēng)機的負(fù)載性質(zhì)和電氣參數(shù)確定最佳的半 S 形加速曲線，加速時間在 5～1 600ｓ 內(nèi)連續(xù)可調(diào)，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(wǎng)的沖擊，不影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。采用低速轉(zhuǎn)矩補償方式，使變頻器在低速時也有良好的轉(zhuǎn)矩輸出特性，且平滑無沖擊。啟動過程平滑順暢，風(fēng)機的振動、噪音和溫度明顯降低，延長了設(shè)備的使用壽命，進(jìn)一步提高了主扇風(fēng)機的安全性和可靠性。
4 結(jié) 語
    采用變頻調(diào)速技術(shù)，主扇風(fēng)機工況點持續(xù)運行在高效區(qū)，并實行了變加速度的軟啟動。高壓變頻技術(shù)以優(yōu)良的調(diào)速性能兼具先進(jìn)的軟啟動特性，成為煤礦主扇風(fēng)機實現(xiàn)高效運行與穩(wěn)健啟動的有效途徑，是風(fēng)機、水泵實施調(diào)速節(jié)能改造的首選方案，是工業(yè)企業(yè)提高能源利用效率和工藝控制自動化水平的先進(jìn)技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。