1引言
众所周知,矿用主扇风机是煤矿的“呼吸系统”的中枢,须24小时不间断运行。随着开采和掘进的不断延伸,巷道延长,尽管风量基本不变,但井下所需的风压要求却不断增加,风机需用功率也随之增加。鹤煤十矿南风井通风机采用轴流式通风机,该类型风机采用交流隔爆异步电机拖动。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。启动困难,机械损伤严重。主扇风机采用水电阻启动,启动电流大,对电动机的绝缘有着较大的威胁,严重时甚至烧毁电动机,更不具备风量的自动实时调节功能。而高压电动机在启动过程中所产生的单轴转矩现象使风机产生较大的机械振动应力,严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。自动化程度低。因矿井通风系统变化,目前虽然风机叶片角度已调到最小,这样造成风机系统运行效率低下,而且电能浪费惊人,运行状况差,增加了维修工作量,对矿井正常生产造成严重影响。
高压变频器作为一种新型的电力变换装置,已经成熟地应用到工业生产的各个行业,不但启动容易,节能效果显著,而且对电机的保护功能齐全。因此,为保证矿井生产的安全,降低生产成本,提高自动化程度,对主扇风机的变频改造就成为事在必行的工作。
经过矿领导多方调研、比较,最后选择同山东新风光电子科技发展有限公司合作。本文将从JD-BP37-710F(710KW/6KV)高压变频器的工作原理及实际运行状况两方面分析河南鹤壁鹤煤集团十矿主扇风机的节能情况。
2高压变频器的工作原理
2.1 变频器的结构
(1)系统主回路:内部是由十五个相同的功率单元模块构成,每五个模块为一组,分别对应高压回路的三相,单元供电由干式移相变压器进行供电,原理如图1。
2高压变频器的工作原理
2.1 变频器的结构
(1)系统主回路:内部是由十五个相同的功率单元模块构成,每五个模块为一组,分别对应高压回路的三相,单元供电由干式移相变压器进行供电,原理如图1。
图1
(2)功率单元构成:功率单元是一种单相桥式变换器,由输入干式变压器的副边绕组供电。经整流、滤波后由2个IGBT以PWM方法进行控制(如图2所示),产生设定的频率波形。变频器中所有的功率单元,电路的拓扑结构相实行模块化的设计,控制通过光纤发送至单元控制板。原理框图如图3所示。
图2
图3
(3)功率单元控制:来自主控制器的控制光信号,经光/电转换,送到控制信号处理器,由控制电路处理器接收到相应的指令后,发出相应的IGBT的驱动信号,驱动电路接到相应的驱动信号后,发出相应的驱动电压送到IGBT控制极,从而操作IGBT关断和开通,输出相应波形。
功率单元中的状态信息将被收集到应答信号电路中进行处理,集中后经电/光转换器变换,以光信号向主控制器发送。
功率单元中的状态信息将被收集到应答信号电路中进行处理,集中后经电/光转换器变换,以光信号向主控制器发送。
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