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探讨变频器节能技术在煤矿应用

导读: 本文探讨在煤矿生产中,提升运输、井下通风、排水、压风及瓦斯抽放是煤矿安全生产非常重要的环节,同时,也是电能消耗量最大的应用设备。变频器在煤矿的应用,不仅提高了产品质量和产品生产能力,而且也起到了节约电能的良好效果。

  OFweek节能网讯:一、前言

  众所周知,煤炭企业是耗电大户,其电耗成本占其生产成本相当大的比例。在煤矿企业中,由于生产设备一般满足服务年限长的特点,选型较大造成大马拉小车的现象,电能浪费严重,设备运行效率往往都比较低。对于煤矿生产企业来说,电耗所占比例相当大,根据调查,风机、水泵、压缩机、提升绞车、瓦斯抽放设备的用电量占整个煤矿生产用电量的40%以上。但是有很大一部分电能是白白浪费掉的。如果采用挡板、阀门来进行调节往往造成比较大的浪费,而采用电动机变频调速来调节流量,这样可以节省20%~50%左右,自然可能产生巨大的社会和经济效应。对于大负荷电机来说,往往启动时间长、电流大,设备绝缘强度受到严重影响,容易烧毁大功率电动机。并且启动时对机械部分设备冲击较大,往往造成较为严重的机械损伤。所以说,这样不仅仅增加了设备维修成本,而且对于电网安全造成很大冲击。控制艺单一,同时实时性较差,自动化程度低。同时,对于转矩极限控制、可逆运行控制、速度控制、启动停止方式、加减速功能和机械传动部件使用寿命等方面存在明显缺陷,不能满足大规模自动化控制要求,而变频调速技术的发展成为解决这一问题的良方之一。

  二、变频调速技术的原理与节能作用

  1、变频调速技术的原理

  交流变频调速是近几十年来发展起来的新技术,以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性,而被公认是一种最有前途的调速方式。交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用,基本原理是在电力半导体器件的通断作用下,通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压和电流,是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。综合强弱电混合、机电一体的基础上,对于电力电子技术、微技术和电机传动技术进行综合应用,这就是交流变频调速技术。这样就能作为无附加转差损耗的高效调速方式,同时,使得电动机获得无级调速所需的电压和电流。在能源危机中发展的变频调速技术,可以有效大幅度提高工作效率,是因为它能按照电机负载而进行自动的平滑的增速、减速工作。这样,通过电动机的供电电源频率的改变,作为一种高效率、高性能的调速手段变频调速技术能够实现有效调节。

  2、变频调速技术的节能作用

  随着电子技术、计算机技术、自动控制技术、大功率输出技术的迅速发展,交流电机变频调速技术取得了突破性的进步,成为当今节电和改善环境、推动技术进步的一种主要手段,已成为一种必然的发展趋势。明显的节能效果和优越的调节性能,使变频节能技术在我国煤矿中的应用越来越广泛,技术也越来越成熟。大容量、多功能、高可靠性的变频器在煤矿生产中得到广泛的推广和应用,为煤矿节省大量电能,特别是在流体类负载中,其节能率在20%~60%。变频控制原理是:采用变频调速电动机实现真正的软启动和平滑调速,利用变频器控制提高输入电源的功率因数,在基频以下为恒转矩输出,输出功率随转速变化。

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