变频调速技术在选煤厂的应用说明

我国现代化建设面临的当务之急是解决能源严重不足，原材料消耗过大的问题。以单位国民经济生产总值所消耗的能源来比较，我国是日本的4.5倍，原西德的5倍，美国的4倍。要解决能源问题，只有合理有效地开发能源的同时，减少能源的消耗，把产值能耗降下来，才能节约能源。

选煤厂中风机、泵类占用电量的大部分，而且以往在使用中是采用电机恒速(即电功率恒定)拖动的。用阀门、挡板等方法调节流量。由风机、泵的特性可知：流量与拖动电机的转速成正比，压力与转速的平方成正比，电功率与转速的立方成正比。因此， 如果改用改变电机转速的方法调节流量，风机和泵的能耗就会大幅度降低，特别是低负荷运行情况下，节能效果会十分显着。

1.交流变频器的应用

几年的生产实践中我们使用了艾默生FV2000和罗克维尔(AB)及日产等型号变频器。下面以罗克维尔(AB)22C—D208A103变频器为例介绍使用情况：

1.1电路及特征

变频器的主电路为典型的“交一直一交”电压型变频方式，其整流器采用可控硅二极管整流，组成三相桥式整流器，以恒定的直流电压供给变频器，直流侧并联大容量电容器，以缓冲负载的无功功率。由SPWM变频器承量调节输出电压的脉冲宽度和频率，由既可调压又可调频的三相交流电源，实现对三相异步电动机的变速运行。

1.2接线与调试

变频器串联在空气开关与电动机之间，电源端连接R、S、T，负载连接U、V、W。FWD、CM(远端控制运转命令端子)连接在外加的时间继电器常开触点上，以达到在主回路接通数秒后变频器启动的目的，C1，11取手操器4~20mA信号实现变频器的远端控制，通过手操器可以根据工况选择开环、闭环控制。

根据生产的情况和设备的情况，参照说明书设定参数这里就不一一说明。为了避免调速时直流电压过高跳闸，我们延长了加速、减速时间。转矩提升模式和电压/频率关系的谨慎选择可以防止电机在低速区域温度过高。

2.经验总结

2.1优点

①具有优良的节能效果。②电机调速平滑，启动电流极小，减少启动电流对电网的冲击对电机绕组的损害，对拖动的机械也有好处。加装变频器后电机与机械的检修工作量大幅下降，节约了大量的维修费用和人力。③性能齐全，可根据需要选择，组合使用方便。④操作简便，可就地操作，也可远方操作。⑤提高自动化水平，减轻操作人员的劳动强度，故障保护动作灵敏，增强了安全可靠性。

2.2缺点

①一次性投入费用高，维修费用高;②低速运行时电机降温效果不好，机体温度高，对绝缘有损害;③部分保护动作过于灵敏影响生产的平稳运行。

3.节能效益分析

在几年的使用中变频器创造了显着的节能效果。

以加压过滤机系统给料泵为例：

给料泵型号：100ZJA—I—A50，Q=245m3/h，H=67m

配用电动机：Y315S-4/11KWI=202A

变频器型号：22C—D208A103

安装变频器前：给料泵在负荷系数0.9情况下运行，运行电流180A，运行负荷99kW。

加装变频器后，运行电流下降30%为126A，功率因数提高到0.92。以此估算：

给料泵运行功率：

PD=■Ulcosφ· η·β

PD=1.732×308×126×0.92×0.93×0.9≈69kW

式中：β为负荷系数取0.9η;为电动机效率93%;cosφ为安装变频器后电动机运行功率因数。

加压过滤系统每天运行20h，全年生产350d，可节约电台△W=△PT=(99—69)×350×20≈210000kW·h

按七台河公司生产平均电价0.49元/度计算，年节约电费：

0.49×210000≈10.29万元

几年来，我们在水泵和风机中陆续引进10余台变频器投入运行，节能效果很好，每台可节电30%左右。而且不包括节约的维修费用，在半年至三年左右均可回收投资成本。

综上所述，变频器调速技术在选煤厂生产实践中表现出优越的软启动和调速性能和明显的节能效果。