变频器节能技术在煤矿行业中的应用.docx

变频器节能技术在煤矿行业中的应用煤炭企业是耗电大户，对于煤矿消费企业来讲，电耗所占比例相当大，根据调查，风机、水泵、压缩机、提升绞车、瓦斯抽放设备的用电量占整个煤矿消费用电量的40%以上。变频调速技术的开展能有效解决控制工艺单一，同时实时性较差，自动化程度低等问题。一、变频调速技术的原理与节能作用1、变频调速技术的原理沟通变频调速是近几十年来开展起来的新技术，以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性，而被公认是一种最有前途的调速方式。沟通变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用，根本原理是在电力半导体器件的通断作用下，通过整流桥将工频沟通电压变为直流电压，再由逆变器转换为频率、电压可调的沟通电压作为沟通电机的驱动电源，使电动机获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。综合强弱电混合、机电一体的根底上，对于电力电子技术、微技术和电机传动技术进展综合应用，这就是沟通变频调速技术。这样就能作为无附加转差损耗的高效调速方式，同时，使得电动机获得无级调速所需的电压和电流。在能源危机中开展的变频调速技术，可以有效大幅度进步工作效率，是由于它能按照电机负载而进展自动的平滑的增速、减速工作。这样，通过电动机的供电电源频率的改变，作为一种高效率、高性能的调速手段变频调速技术可以实现有效调节。2、变频调速技术的节能作用随着电子技术、计算机技术、自动控制技术、大功率输出技术的迅速开展，沟通电机变频调速技术获得了打破性的进步，成为当今节电和改善环境、推动技术进步的一种主要手段，已成为一种必然的开展趋势。明显的节能效果和优越的调节性能，使变频节能技术在我国煤矿中的应用越来越广泛，技术也越来越成熟。大容量、多功能、高可靠性的变频器在煤矿消费中得到广泛的推广和应用，为煤矿节省大量电能，十分是在流体类负载中，其节能率在20%60%。变频控制原理是：采用变频调速电动机实现真正的软启动和平滑调速，利用控制进步输入电源的功率因数，在基频以下为恒转矩输出，输出功率随转速变化。二、变频调速技术在煤矿消费中的详细应用以带式输送机为例1、带式输送机在煤矿消费中的节能问题带式输送机作为煤矿运输的主要设备被大量采用，随着煤矿高产高效工作面的开展，长间隔、大运量、高速带式输送机越来越多的被设计、制造并投入运行。这些大型机种的使用，使输送机存在的冲击载荷大、驱动电机出力不均而导致电机过载等问题更加锋利地暴露出来。皮带机的启动和运行方式为绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行，经液力耦合器切换至皮带机。皮带机的工作原理是皮带机通过驱动轮毂，靠摩擦力牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。皮带是弹性储能材料，在皮带机停顿和运行时都储存有大量势能，这就决定了皮带机启动时应该采用软启动的方式。因此对带式输送机的起动和运行提出以下要求：假如电机直接重载起动时，要求电源提供比正常运行时大67倍的电流，这样电机就会因电流过大和起动时间过长而过热烧毁;电网会因大电流使电压过分降低而影响其它设备运转;所以要求新型驱动系统可以降低电机起动时的电流。目前大型带式输送机都要求驱动系统能提供可调、平滑的、无冲击的起动力矩，以减小冲击，进而改善对整机的受力状况，延长整机的寿命，进步设备的可靠性，即希望实现软起动。长间隔带式输送机，假如起动过快，拉紧装置就来不及拉紧，使得传动滚筒打滑，导致发热着火;对于大倾角的上运带式输送机，假如起动加速度过快，会引起物料下滑或者滚料现象;这就要求起动加速度可控，实现平稳起动。为便于带式输送机的检修，希望能实现低速验带运行。综上所述，要求驱动系统可以自适应起动、运行、停车工况的要求，使带式输送机起停平稳、运行高效、驱动平衡、工作平安可靠。然而，目前国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，在启动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载启动。固然采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动等方法，但电机的启动电流仍然很大，不仅会引起电网电压的剧烈波动，还会造成电机内部机械冲击和发热等现象。同时由于液力耦合器长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生，不仅会加大维护难度和本钱、污染了环境，还会使多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。2、变频调速技术在带式输送机中的应用带式输送机中的变频调速自动控制系统由可编程序控制器PLC、电流互感器、电流变送器、核子皮带秤、带速传感器和电机转速传感器等组成，详细可归纳为检测单元、控制单元和执行单元三局部。检测单元：电流互感器及变送器获得电机电流信号。带速传感器收集的带速信号，经过转换为电压信号。电机转速传感器收集的转速信号，通过转换为电压信号。核子皮带秤收集运量信号。各信号均送入核心模块。控制单元：当PLC接收到检测信号，经过判定决策，完成带式输送机的起动、功率平衡、节能调速功能。同时主控单元还具有断带、堆煤、撕带、烟雾、打滑、温度等故障保护功能。执行单元：变频器接收到PLC的频率控制信号，按给定信号输出相应频率的电压加至电动机，实现电机的调速，完成带式输送机的各种功能。经过变频技术改造后皮带机彻底实现了皮带输送机的软起、软停运行方式，使皮带机在工作中更加性能稳定。系统的功率因数在整个经过中达0.9以上，大大节省了无功功率。采用变频器驱动后，使系统总的传递效率要比液力偶合器驱动的效率高5%10%系统效率。改造后系统可以根据负载变化情况自动调整输出频率和输出力矩，改变了以前电机工频恒速运行的形式，在很大程度上节约了电力能源消耗。而且四象限中高压变频器的使用实现了皮带机能量回馈功能，进一步使得皮带机的能耗降低，液力耦合器的退出更大地节约了设备的维护和维修费用。在节能环保方面更加的完善。三、结语总之，变频器在煤矿的应用已经获得了良好的效果，随着新型电力电子器件的开展及性能的不断进步，变频调速技术在煤矿消费的应用会发挥更大作用，获得更加显著的经济效益。0