防爆变频器应用介绍

,煤矿防爆变频器介绍 2012/01/30,防爆变频器行业市场分析 防爆变频器行业应用介绍,中国节能减排计划与行动,联合国气候变化框架公约 -京都议定书 ,1990至2005年，单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降46%,2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%45%,煤矿产能大户，但有是耗能大户 耗能占全国：3.86% 耗电占全国：3.49%,中国能源结构及煤矿现状,96%地面井下开采-平均深度600m,4%露天开采,1. 防爆变频器 2. 煤矿用变频器,煤矿防爆变频器市场容量,改造防爆变频设备达0.8-1.5万台,新增防爆变频设备达1.0-1.5万台,20亿产值/年,1525%增长率,2010年,防爆变频器构成及商业模式,防爆电气系统,防爆变频器,变频器机芯,+,=,供应商,电光防爆,电光防爆,最终用户：煤矿,煤矿防爆变频器系统集成商,From：2010年防爆变频器会议,防爆变频器行业市场分析 防爆变频器行业应用介绍,1. 固定设备,2. 采掘设备,3. 运输设备,主/局扇风机 空气压缩机 水泵，冷却泵 乳化液泵,采煤机 掘进机 刮板运输机,电机车 皮带运输机 绞车提升机,地面煤炭洗选 地面运输设备,4. 其他设备,煤矿机械动力设备分类,风机(泵)的风量(流量)与电机转速成一次方关系 风机(泵)的风压(管压力)与电机转速成二次方关系 风机(泵)的功率(电机功率)与电机转速成三次方关系,风机泵类设备变频节能计算,生产工艺只需80%的 通风量/流量/压力。,节约电能48.8%！,#1 电机,#2 电机,对旋隔爆局部通风机,应用领域：广泛适用于煤矿隧道掘进作长距离、高风压通风 节能要求：根据瓦斯浓度不同进行风量调节,电机容量相同,旋转方向相反,补充取证,变频方案介绍 - 电气原理框图,专用/备用互补自动启动 设备状态实时显示,方便灵活组成单双电源 1/2/4台电机灵活组合,变频方案介绍 - 电气原理框图,局扇变频系统现场应用,为保证工作面有充足的新鲜风流和瓦斯浓度不超过规定值为条件,瓦斯传感器S1,S2,S3 瓦斯浓度检测,自动调节输出频率，改变通风机电动机转速，调节通风机的风量 专用供电线或备用供电线会实现自动切换,达到安全排放瓦斯 和节能通风的目的,#1 变频器,#2 变频器,主扇变频系统现场应用,煤矿地面抽出式通风 金属矿山、化学矿山,变频调速，解决大马拉小车实现按需供风，达到节电目的,高压变频器系统,水泵变频系统,主机,冷冻水泵,冷却水泵,工作面,水泵的软启动，减小电流冲击 变频流量控制，节约电能消耗,淮南矿：1140V/630kw,冷却水,乳化液泵变频系统,防爆变频器,乳化液泵站和液箱,液压支架,2台或多台 乳化液泵站,乳化液箱 （95%水+5%乳化油）,液压支架,防爆变频器,抽液管路,回液管路,卸液管路,传感器信号识别/限值设定 工频/变频自动独立运行 工频/变频输出保护 乳化液自动补偿 乳化油自动补偿 自动定时反向冲洗 乳化液泵温度自动保护 管路压力自动PID控制调整,变频调速节能,防爆变频器,乳化液泵站,乳化液箱体,执行机构： 乳化液泵 驱动电机 上油泵电机 补液阀 冲洗阀 管路件 紧固件 。 传感器： 温度传感器 压力传感器,机构件： 防爆壳体 热管 。 电气元件： 变频器 输入/输出滤波器 输入/输出电抗器 PLC/HMI 隔离开关/接触器 散热风机 本安/开关电源 熔断器/变压器 声光报警,机构件： 箱体 自动配液阀 交替阀 高压过滤器 回液过滤器 卸载阀 液标 。 传感器： 液位传感器 油位传感器,乳化液泵系统组件,乳化液泵,补液阀、冲洗阀 液位、油位传感器 压力、温度传感器,上油泵,散热风机,防爆 变频器,工 频 支 路,乳化液泵系统主要电气框图,1、固定高强度带式输送机 运量Q=10004500t/h 运距L=10008000m 带速v=2.55.6m/s 驱动总功率P=7505550kw 倾角小于18度 2、可伸缩带式输送机 运量Q=4000t/h 运距L=6000m 带速v=4m/s 驱动总功率P=3360kw 倾角小于30度 3、大倾角上下输送机 运量Q=2500t/h 运距L=1500m 带速v=4.5m/s 驱动总功率P=3000kw 倾角小于35度/28度 4、水平拐弯运输机 5、下运输机 6、垂直运输机 7、管状式带式运输机 8、压带式运输机,皮带运输机系统,长距离、大运量、高带速,核心关键技术 带式输送机动态分析与监控技术； 软起动与功率平衡技术； 中间驱动技术； 自动张紧技术； 新型高寿命高速托辊技术； 快速自移机尾技术； 高效储带技术。,投入耦合器前要先将电机全频、全压启动后再加液压去耦合减速器。这种启动方式启动电流大，启动力矩 小，投切时机械振动大、可能会使皮带受冲击大而易断。皮带主机又安装在楼上，随着使用时间的延长，楼房 因剧烈振动出现严重受损。 (2) 机械磨损和老化、漏油等问题日趋严重，性能逐年降低，故障率增加，设备维修费用高、难度大。 (3) 皮带机效率低，损耗大，耦合器的投入造成了耦合性无功转差，使电能浪费。 (4) 液力耦合器故障时，无法切换到工频旁路运行，必须停机检修。且维修复杂，严重地影响生产。 (5) 液力耦合器不能解决多台电机同轴传动间的同步与功率平衡关系，造成不少的无功环流电耗。,传统皮带机驱动系统,皮带机变频系统组成,控制系统,驱动系统,执行单元,皮带运输机变频驱动系统,皮带运输机驱动方式比较,绞车提升机系统,1、在料车空车下放时，电机的转速超过了同步转速， 电机处于发电状态，由于没有处理环节，大量的 无功能量消耗在转差电阻上，致使电机能耗增加， 不但浪费大量的电能，而且使电机铜损、铁损增 加，增大了电机的维修费用。同时电阻器的安装 需要占用很大的空间。 2. 控制系统复杂，导致系统的故障率高，接触器、电 阻器、绕线电机碳刷容易损坏，维护工作量很大， 直接影响了生产效率。 3. 低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速 度控制，特别是在负载发生变化时，很难实现恒减 速控制，导致调速不连续、速度控制性能较差。 4. 启动和换档冲击电流大，造成了很大的机械冲击， 导致电机的使用寿命大大降低，而且极容易出现 “掉道”现象。 5. 自动化程度不高，增加了开采成本，影响了产量。 6. 低电压和低速段的启动力矩小，机械特性比较软， 带负载能力差，无法实现恒转矩提升。,实现了软启动、软停车，减少了机械冲击， 使运行更加平稳可靠。 调速连续方便，可分段予置，连续调节。 起动及加速换挡时冲击电流很小，减轻了 对电网的冲击，简化了操作、降低了工人 的劳动强度。 运行速度曲线成S形，使加减速平滑、无 撞击感。 安全保护功能齐全，除一般的过压、欠压、 过载、短路、温升等保护外，还设有连锁 保护、自动限速保护功能等。 设有直流制动、能耗制动、及回馈制动等 多种制动方式，使安全性更加可靠。,串电阻调速,变频器调速,绞车提升机变频系统,变频调速系统：根据PLC控制系统发出的控制指令，通过对绞车交流异步电动机转矩和频率的控制,来完成对绞车运行速度的控制。 PLC控制系统：主要完成绞车从启动、加速、等速、减速、爬行到停车的整个运行过程的逻辑控制；行程测量、控制与指示；故障检测、报警与保护；安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。 信号系统：是根据上下井口和各个中段的生产情况,在具备开车条件后，由各水平信号工以打点的形式,通知司机按要求开车,同时与PLC控制系统之间有各种信号闭锁,可避免因司机误操作造成安全故障。,绞车提升机系统工作时序图,1、回馈制动： 变频器采用能量回馈单元将再生能量回馈给电网。 2、自动减速： 变频器接收到系统给出的减速信号后，启动机内的减速程序，按照设定要求将提升机的运行速度逐渐降低。 3、多段速控制 变频器内部预置了多段速度控制，分别对应于变频器不同的运行频率,以适应控制系统对提升机不同运转速度的要求。各速度段对应频率可以分别设置，以满足各种工况运行需要。 4、紧急停车 变频器提供了紧急停车信号输入端子，急停信号动作后，变频器立即停止输出，电机处于自由运转状态，然后依靠机械制动装置停车。,绞车提升机变频器主要功能,变频驱动系统,启动平稳 启动转矩大,抗负荷能力强 自动化，智能化,刮板机变频驱动系统,采煤机动力系统,牵引电机功率平衡,电机车变频系统,谢谢！,