煤矿通风机变频调速系统（完整版）

机电传动控制课程训练综合训练项目煤矿通风机变频调速系统院系专业班级学姓日号名期 一、煤矿通风机变频调速系统概述煤矿通风机作用煤矿通风机是矿井生产的重要设备之一，是井下作业的重要基础，煤矿通风机的主要功能是向井下输送新鲜空气，排出井下的有害有毒气体维护矿井正常生产的大型固定设备，对保障矿井安全生产起着至关重要的作用。煤矿通风机增设变频调速系统的必要性矿井通风机功率大且需要长期不断的连续运行，所以消耗的电能较多，在矿井中占比重较大；所以长远的矿井的经营效益、能源节省的角度来说，为通风机增加变频调速系统是很有必要的，变频调速可以及时的对通风机进行合理调节，使通风机保证在高效条件下安全经济运行，提高矿井效益，节能降耗具有长远的现实意义，也是未来风机的重点发展方向。近些年来出于节能需要和对产品质量不断提高的要求，采用变频器调速的方案有良好的发展前景，已经逐步取代了风门挡板阀门等传统的调速方法。本文的煤矿通风机的变频调速系统就是采用变频器进行的调速的。二、变频器的选择变频器的类型选择变频器的类型选择通常是根据负载的要求来选择变频器的类型， 对于风机、泵类负载，它们的阻力转矩与转速的二次方成正比，启动及低速运转时阻力转矩较小，通常选择普通功能型 U/f控制变频器。且采 用二次方递减转矩 U/f控制模式。变频器的容量选择变频器容量选择的基本依据变频器是变频调速系统的最关键的一部分，能够使设备变速运行。由电源给变频器提供电流，变频器开始运行，从而带动电动机运行。所以在采用变频器驱动异步电动机调速是，在异步电动机确定后，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或根据异步电动机的实际运行电流来选择变频器。由于电动机在连续运转时，变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，所以需将变频器的容量留有适当的容量，所以变频器应同时满足的条件如下：KP NPCNI CNPCN( KV A )cosKI ( A )N33 KU I 10 ( KV A )NN其中式中：PN：负载所要求的电动机轴输出额定功率：电动机额定负载时效率(通常取 0.85）Cos：电动机额定负载时的功率因数 cos(通常取 0.75)、K：电流波形的修正系数 (PWM方式取 1.051.1)PCN：变频器的额定容量 (KVA)ICN：变频器的额定电流 (A) UN、IN分别为、电压 (V)、电流 (A)。若按电动机的实际运行中的最大电流来选择变频器时，变频器的容量可以适当的缩小。变频器选择应考虑的问题（1）同容量不同极对数电动机的额定电流不同（2）多电动机并联运行时要考虑追加电动机的启动电流，一台变频器使多台电动机并联运行时，决定变频器容量的是：I CNKINI snnIcn：变频器的额定电流 (A)In：电动机额定电流K：系数，一般取 K=1.1n1：先启动电动机的台数n2：后追加电动机的台数Is：追加投入电动机的启动电流（3）大惯性负载起动时，通过变频器过载容量通常多为 125、60s或 150、60s。需要超过此值的过载容量时，必须增大变频器的容量。三、调速方案本方案采用的是交 -直-交变频调速系统，把市电（ 380V、50Hz）通 过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或 IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制（ SPWM）方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。上述的两次变换可简化为 ACDCAC（交直交）变频方式，其结构形式如下图。交-直-交变频调速系统的框图：（另附图纸）四：煤矿通风机变频调速系统的总结优点：煤矿通风机变频调速具有节能效果显著、调速范围宽、调节精度高、效率高，对电网和电动机无冲击，还增加设备的使用寿命，提高电动机功率因数等优点。效果：通风机变频改造后，电动机可实现软启动，峰值电流和峰值时间大为减少，消除对电网的冲击和负载冲击，延长电动机和风机使用寿命。变频调节方式运行，调节灵敏性和可控性大大增强，优于挡板调节，使机组运行稳定性提高，机组自动投入率提高，实现风机闭环控制。