普传科技PI9000 系列变频器在矿用对旋风机上的应用

普传科技PI9000 系列变频器在矿用对旋风机上的应用

一、 矿用对旋风机的原理
将一个叶轮装在另一个叶轮的后面,而叶轮的转向彼此相反,称为对旋型轴
流通风机,或者对置式轴流风机。煤矿所使用的对旋轴流风机因其主要由该通风
机采用两级叶轮对旋式结构,两级叶轮分别由容量及相同型号电动机驱动,两个
叶轮旋转方向相反,从进风口看,第一级叶轮顺时针方向旋转,第二级叶轮则按
逆时针方向旋转。当空气流入第一级叶轮获得能量后并经第二级叶轮排出,第二
级叶轮兼备普通轴流风机中静叶的功能,在获得正直圆周方向速度风量的同时,
增加气流的能量,从而达到了高效率、高风压。

变频器在矿用旋风机应用
二、 矿用风机存在的问题
矿用对旋轴流通风机(俗称主扇风机)是煤矿“呼吸系统”的中枢,须 24
小时不间断运行。一般每个矿井至少配备两台主通风机,一用一备。
由于煤矿企业复杂的生产条件和环境影响,在主扇风机选型上根据煤矿反风
及开采后期运行工况来设计选型,一般主通风机及拖动电机的功率,远大于煤矿
正常生产所需的运行功率,造成了大马拉小车的普遍现象,耗能相当严重。如何
降低企业的生产运营成本,提高生产效率是煤炭生产企业需要解决的主要问题。
从主扇风机选型的过程和煤炭生产的实际情况,主扇风机在长期恒速运行中
存在以下问题:1、电能的严重浪费
 主扇风机设计上余量大,一直处在较轻负载下运行。由于采用档板调节风量,
因此造成电能浪费,增加了生产成本。
2、启动困难,机械损伤严重
 主扇风机采用直接启动,启动时间长、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。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。
3、自动化程度低
 主扇风机依靠人工调节档板,不具备风量的自动实时调节功能,自动化程度
低。在故障状态下(如,风流短路),将对矿井正常生产造成严重安全隐患。
三、普传科技 660V 中压变频器的应用
变频调速器作为一种新型的电力变换装置,已成熟地应用到工业生产的各个
方面,不但启动容易,节能效果显著,而且对电机保护功能齐全。
河南某煤矿,使用 4 台(660V/160KW/8 极电机,额定转速 710RPM)风机,
两个一组(1#2#;3#4#)组成两个对旋风机,一用一备,为矿井通风。其中,1#
和 3#风机为小扇叶结构做抽风机、2#和 4#为大扇叶结构做送风机。我们使用普
传 PI9430 220F6(690V/220KW 风机水泵型)变频器 4 台对该煤矿的对旋风机进
行节能改造,变频器采用端子运行、外接电位器调速。具体调试情况,如下:
1#与 3#变频器参数设置相同,使用了键盘上传下载功能。
F0.13,加速时间 80 秒;
F0.14,减速时间 100 秒;
F3.00,启动方式 1,速度跟踪再启动;
F3.01,追踪方式 3,转速硬跟踪方式;
F3.07,停机方式 1,自由停车;
F4.01,转矩提升 0.0%,自动转矩提升。
2#与 4#变频器参数设置相同,使用了键盘上传下载功能。
F0.13,加速时间 100 秒;F0.14,减速时间 100 秒;
F3.00,启动方式 2,预励磁启动;
F3.01,追踪方式 3,转速硬跟踪方式;
F3.05,DC 预励磁电流 70%;
F3.06,DC 预励磁时间 4 秒;
F3.07,停机方式 1,自由停车;
F4.01,转矩提升 4%。
四台变频器相同优化参数如下:
F4.11,震荡抑制增益为 0(出厂为 5);
FB.00,快速限流使能为 0,不使能(出厂为 1);
FB.03,死区补偿模式为 0,不补偿(出厂为 1);
FB.04,电流检测补偿为 0(出厂为 5);
FB.06,DPWM 切换上限频率 1(出厂为 12HZ)。
其余参数,为出厂设定值不变。
现场调试的时候要注意一组中两台变频器的启动顺序,最好是同时启动,也
可以启动一台,等待半分钟之后启动另一台,千万不能等一台完全启动之后再启
动另一台,这样可能会使后启动这台变频器报故障。
需要注意的是煤矿对旋风机变频调速后,一般情况下要求两台电机的运行频
率尽量一致,从而保证电机转速一致。避免一台转速高,一台转速低,形成风阻,
影响风机的正常运行。由于现场电机与变频器安装距离比较远,建议变频器、电
机分别接地效果会比较好。

 660V 中压变频器的应用
 四、改造后的效果
1.普传科技PI9000 系列变频器起动对电网没有任何冲击。变频器改造后风机可
以实现软起动,避免了起动时大电流的冲击,对电网没有任何冲击,而且还可以
随时起动或停止,操控也比较方便。
2.按需要的风量来调节电机转速,避免了电能浪费。进行变频改造后,风
机的送风量不再需要由风门来调节,也不需对叶轮角度调节,而是由变频器驱动
调节风机的转速来实现,调节范围理论上可以从 0%—100%(因,轴流风机特性,
低速时效率会快速降低,一般会设置一个下限频率);因而可以根据生产需要随
时调节风量,减少了不必要的能源浪费。
3.变频节能运行,节约了大量电能。由于变频改造后不再使风机一直处于
满负荷工作状态,而是随速度变化运行在变负载状态。视负载情况,节电率可以
达到 20%~65%;
4.降低风机机械冲击,延长使用寿命。进行变频改造后,风机的大部分工
作时间都在较低的速度运行,因而大大降低了风机的机械磨损和电气冲击,延长
风机的使用寿命,减少维修量,降低了维修成本。
5.电机和风机运转速度下降,润滑条件改善,传动装置的故障下降。
6.系统压力降低,管道的压力和密封等条件得到改善,延长了使用寿命。
7.自动化程度提高。系统完善的监控性能和高可靠性提高了工作效率,减
少了人工检修和维护的工作量;
8. 可有效降低风机运行噪声,有效改善工作环境。
小结,该煤矿主扇风机采用普传科技 PI9430 220F6 变频器改造后,运行效
果非常好,改善了操作工艺,节能空间非常大,可以为企业带来可观的经济效益,
可以大力推广。

 
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