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摘要：長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)，煤(mei)礦(kuang)由(you)於(yu)受(shou)複(fu)雜(za)的(de)生(sheng)產(chan)條(tiao)件(jian)和(he)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)，在(zai)礦(kuang)用(yong)設(she)備(bei)選(xuan)型(xing)上(shang)都(dou)采(cai)用(yong)功(gong)率(lv)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)型(xing)號(hao)，電(dian)機(ji)全(quan)速(su)運(yun)行(xing)，大(da)馬(ma)拉(la)小(xiao)車(che)現(xian)象(xiang)非(fei)常(chang)普(pu)遍(bian)，耗(hao)能(neng)十(shi)分(fen)嚴(yan)重(zhong)。如(ru)何(he)以(yi)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)和(he)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)為(wei)先(xian)導(dao)，降(jiang)低(di)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)，提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)生(sheng)產(chan)率(lv)是(shi)煤(mei)炭(tan)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)迫(po)切(qie)課(ke)題(ti)。
關鍵詞：高壓變頻器 礦用對旋軸流通風機 調速 節能
一、礦用對旋軸流通風機的變頻改造的必要性
長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)，煤(mei)礦(kuang)由(you)於(yu)受(shou)複(fu)雜(za)的(de)生(sheng)產(chan)條(tiao)件(jian)和(he)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)，在(zai)礦(kuang)用(yong)設(she)備(bei)選(xuan)型(xing)上(shang)都(dou)采(cai)用(yong)功(gong)率(lv)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)型(xing)號(hao)，電(dian)機(ji)全(quan)速(su)運(yun)行(xing)，大(da)馬(ma)拉(la)小(xiao)車(che)現(xian)象(xiang)非(fei)常(chang)普(pu)遍(bian)，耗(hao)能(neng)十(shi)分(fen)嚴(yan)重(zhong)。如(ru)何(he)以(yi)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)和(he)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)為(wei)先(xian)導(dao)，降(jiang)低(di)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)，提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)生(sheng)產(chan)率(lv)是(shi)煤(mei)炭(tan)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)迫(po)切(qie)課(ke)題(ti)。
煤礦主通風機是煤礦的四大主要設備之一，作為礦井主通風，它每天24小時不停地運轉，是整個礦井的“呼吸”係(xi)統(tong)。然(ran)而(er)隨(sui)著(zhe)開(kai)采(cai)及(ji)掘(jue)進(jin)的(de)不(bu)斷(duan)延(yan)伸(shen)，巷(xiang)道(dao)延(yan)長(chang)，所(suo)需(xu)的(de)風(feng)量(liang)也(ye)將(jiang)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，風(feng)機(ji)所(suo)用(yong)功(gong)率(lv)也(ye)將(jiang)加(jia)大(da)。四(si)季(ji)的(de)交(jiao)替(ti)，冷(leng)熱(re)的(de)變(bian)化(hua)，所(suo)需(xu)的(de)風(feng)量(liang)也(ye)需(xu)不(bu)斷(duan)調(tiao)節(jie)。但(dan)煤(mei)礦(kuang)原(yuan)根(gen)據(ju)反(fan)風(feng)及(ji)開(kai)采(cai)後(hou)期(qi)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)所(suo)設(she)計(ji)的(de)通(tong)風(feng)機(ji)及(ji)拖(tuo)動(dong)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)功(gong)率(lv)，通(tong)常(chang)遠(yuan)大(da)於(yu)煤(mei)礦(kuang)正(zheng)常(chang)生(sheng)產(chan)所(suo)需(xu)的(de)運(yun)行(xing)功(gong)率(lv)。
礦井一般按開采各階段中通風最困難時期選擇風機型號。一般礦山選型時，按實際通風參數配備電機功率，計算方法如下：
N-所需電機功率，係指I，II級電機的總功率（kW）；
Pst－礦井最困難時期總阻力（Pa） ；
Q－礦井最困難時期總風量（m3/s）；
ηst－按Pst、Q參數查本樣本的實際運行工況效率；
K－功率貯備係數，一般取K＝1.1～1.15。
傳統的調節係統，是根據風量所需的多少，靠調節風門、葉片角度來實現的。從通風機選型的過程和煤炭生產的實際情況，通風機恒速運行存在以下幾個問題:
1．電能的嚴重浪費
大da型xing煤mei礦kuang的de服fu務wu年nian限xian大da多duo在zai幾ji十shi年nian以yi上shang，投tou產chan初chu期qi到dao井jing田tian穩wen定ding開kai采cai一yi般ban在zai十shi年nian以yi上shang，但dan是shi一yi般ban主zhu扇shan風feng機ji設she計ji上shang餘yu量liang特te別bie大da，在zai相xiang當dang長chang的de時shi間jian主zhu扇shan風feng機ji一yi直zhi處chu在zai較jiao輕qing負fu載zai下xia運yun行xing。由you於yu煤mei礦kuang主zhu扇shan風feng機ji一yi般ban采cai用yong檔dang板ban調tiao節jie，因yin此ci造zao成cheng能neng源yuan浪lang費fei，增zeng加jia了le生sheng產chan成cheng本ben。
2、啟動困難，機械損傷嚴重
主(zhu)扇(shan)風(feng)機(ji)采(cai)用(yong)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong)，啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)長(chang)，啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)大(da)，對(dui)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)絕(jue)緣(yuan)有(you)著(zhe)較(jiao)大(da)的(de)威(wei)脅(xie)，嚴(yan)重(zhong)時(shi)甚(shen)至(zhi)燒(shao)毀(hui)電(dian)動(dong)機(ji)。而(er)高(gao)壓(ya)電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)單(dan)軸(zhou)轉(zhuan)矩(ju)現(xian)象(xiang)使(shi)風(feng)機(ji)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)應(ying)力(li)，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)動(dong)機(ji)、風機及其它機械的使用壽命。
3、自動化程度低
主zhu扇shan風feng機ji依yi靠kao人ren工gong調tiao節jie檔dang板ban，更geng不bu具ju備bei風feng量liang的de自zi動dong實shi時shi調tiao節jie功gong能neng，自zi動dong化hua程cheng度du低di。在zai故gu障zhang狀zhuang態tai下xia，如ru風feng流liu短duan路lu，將jiang對dui礦kuang井jing正zheng常chang生sheng產chan造zao成cheng嚴yan重zhong影ying響xiang。
變bian頻pin調tiao速su器qi作zuo為wei一yi種zhong新xin型xing的de電dian力li變bian換huan裝zhuang置zhi，已yi成cheng熟shu地di應ying用yong到dao工gong業ye生sheng產chan的de各ge個ge方fang麵mian，不bu但dan啟qi動dong容rong易yi，節jie能neng效xiao果guo顯xian著zhu，而er且qie對dui電dian機ji保bao護hu功gong能neng齊qi全quan。因yin此ci，為wei保bao證zheng礦kuang井jing生sheng產chan的de安an全quan，降jiang低di生sheng產chan成cheng本ben，提ti高gao自zi動dong化hua程cheng度du，對dui礦kuang井jing通tong風feng機ji的de變bian頻pin改gai造zao就jiu成cheng為wei勢shi在zai必bi行xing的de工gong程cheng了le。
二、對旋軸流通風機的特點
兩(liang)級(ji)的(de)軸(zhou)流(liu)通(tong)風(feng)機(ji)中(zhong)，有(you)一(yi)種(zhong)很(hen)好(hao)的(de)設(she)計(ji)方(fang)案(an)。它(ta)是(shi)將(jiang)一(yi)個(ge)葉(ye)輪(lun)裝(zhuang)在(zai)另(ling)一(yi)個(ge)葉(ye)輪(lun)的(de)後(hou)麵(mian)，而(er)葉(ye)輪(lun)的(de)轉(zhuan)向(xiang)彼(bi)此(ci)相(xiang)反(fan)，稱(cheng)為(wei)對(dui)旋(xuan)型(xing)軸(zhou)流(liu)通(tong)風(feng)機(ji)，或(huo)對(dui)置(zhi)式(shi)軸(zhou)流(liu)風(feng)機(ji)。
煤mei礦kuang對dui旋xuan風feng機ji因yin其qi主zhu要yao由you該gai通tong風feng機ji采cai用yong兩liang級ji葉ye輪lun對dui旋xuan式shi結jie構gou，兩liang級ji葉ye輪lun分fen別bie由you容rong量liang及ji相xiang同tong型xing號hao電dian動dong機ji驅qu動dong，兩liang個ge葉ye輪lun旋xuan轉zhuan方fang向xiang相xiang反fan，從cong進jin風feng口kou看kan，第di一yi級ji葉ye輪lun順shun時shi針zhen方fang向xiang旋xuan轉zhuan，第di二er級ji葉ye輪lun則ze逆ni時shi針zhen方fang向xiang旋xuan轉zhuan。當dang空kong氣qi流liu入ru第di一yi級ji葉ye輪lun獲huo得de能neng量liang後hou並bing經jing第di二er級ji葉ye輪lun排pai出chu，第di二er級ji葉ye輪lun兼jian備bei普pu通tong軸zhou流liu風feng機ji中zhong靜jing葉ye的de功gong能neng，在zai獲huo得de整zheng直zhi圓yuan周zhou方fang向xiang速su度du風feng量liang同tong時shi，增zeng加jia氣qi流liu的de能neng量liang，從cong而er達da到dao普pu通tong軸zhou流liu式shi通tong風feng機ji不bu能neng達da到dao的de高gao效xiao率lv，高gao風feng壓ya。
它與普通軸流風機相比有以下幾個優點
1)可以省略導葉，因而具有較短的結構尺寸。
2) 傳(chuan)動(dong)效(xiao)率(lv)高(gao)。葉(ye)輪(lun)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)，改(gai)變(bian)了(le)傳(chuan)統(tong)的(de)傳(chuan)動(dong)結(jie)構(gou)，既(ji)避(bi)免(mian)了(le)傳(chuan)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)的(de)頻(pin)繁(fan)損(sun)壞(huai)，消(xiao)除(chu)了(le)能(neng)量(liang)損(sun)耗(hao)，也(ye)提(ti)高(gao)了(le)風(feng)機(ji)裝(zhuang)置(zhi)的(de)傳(chuan)動(dong)效(xiao)率(lv)，同(tong)時(shi)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)。對(dui)旋(xuan)軸(zhou)流(liu)式(shi)通(tong)風(feng)機(ji)因(yin)為(wei)沒(mei)有(you)靜(jing)葉(ye),不存在靜葉損失,因此,其效率比普通通風機要高；
3) 對旋軸流式通風機具有較大的逆向送風量,其一般可達70%～80% ,而普通通風機的逆向送風量僅為30%～40%；
4)zhouliuduixuanfengjishiyonglinghuo。duixuanfengjiliangjigongzuolunfenbieyouliangtaidianjiqudong，yinerduixuanfengjiduiyingbutongdeshiyongzhuangtai，kejinxinggeshigeyangdezuhe，shiqizhongyijikongzhuankezuchengqiandaojiadongyejihuodongyejiahoudaoyeji，yikepeibeiyigejingyezuoweifujian，keyitiaojiezhajuyishixianbianfengliangtiaojie。duixuanfengjikebianzhuansuheliangzhuanzidezhuansubilaitiaojieliuliang，zheshiduixuanfengjisuoteyoude。
三、礦用對旋軸流通風機的變頻改造的案例
煤mei礦kuang主zhu通tong風feng機ji在zai煤mei礦kuang的de安an全quan生sheng產chan中zhong起qi著zhe至zhi關guan重zhong要yao的de作zuo用yong。礦kuang井jing的de瓦wa斯si爆bao炸zha，與yu巷xiang道dao的de通tong風feng是shi否fou順shun暢chang，風feng量liang的de充chong足zu與yu否fou都dou有you著zhe直zhi接jie關guan係xi，一yi旦dan通tong風feng不bu暢chang，瓦wa斯si濃nong度du升sheng高gao到dao一yi定ding程cheng度du，即ji會hui造zao成cheng爆bao炸zha塌ta井jing，造zao成cheng重zhong大da事shi故gu，危wei及ji礦kuang工gong的de生sheng命ming安an全quan。如ru此ci重zhong要yao的de安an全quan生sheng產chan關guan鍵jian設she備bei，如ru果guo因yin某mou種zhong故gu障zhang而er停ting機ji運yun行xing，將jiang會hui給gei整zheng個ge礦kuang山shan的de安an全quan生sheng產chan帶dai來lai巨ju大da威wei脅xie，因yin此ci，要yao求qiu與yu之zhi配pei套tao的de高gao壓ya變bian頻pin器qi必bi須xu具ju備bei非fei常chang高gao的de可ke靠kao性xing才cai能neng夠gou滿man足zu安an全quan生sheng產chan的de要yao求qiu。
神華寧煤集團汝箕溝煤礦在礦井通風係統技術改造中，東風井BD-Ⅱ-10NO24/2×200KW、西風井BD-Ⅱ-10NO30/2×280KW對旋軸流通風機選用了北京利德華福公司生產的HARSVERT-A係列高壓變頻器。2006年11月30日，正式投運，運行穩定，一般都運行在35～40Hz，節能效果良好。
（一）HARSVERT-A係列高壓變頻器具有以下技術特點：
HARSVERT-A係列高壓變頻調速係統采用單元串聯多電平技術，屬高-高電壓源型變頻器，直接6KV輸入，直接6KV高壓輸出。變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和控製器組成。
1.功率模塊結構：功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電力，整流側為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控製，可得到單相交流輸出。每個功率模塊結構及電氣性能上完全一致，可以互換。
2.輸入側結構：輸入側由移相變壓器給每個功率模塊供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，根據電壓等級和模塊串聯級數，一般由24脈衝係列、30脈衝係列、42脈衝係列、48脈衝係列等構成多級相疊加的整流方式，可以大大改善網側的電流波形（網側電壓電流諧波指標滿足IEEE519-1992和GB/T14549-93的要求）。使其負載下的網側功率因數接近1，無需任何功率因數補償、諧波抑製裝置。由於變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規低壓變頻器，便於采用現有的成熟技術。
3.輸出側結構：輸出側由每個功率模塊的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的PWM波形進行重組，可得到階梯正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dtxiao，duidianlanhedianjidejueyuanwusunhuai，wuxushuchulvboqi，jiukeyiyanchangshuchudianlanchangdu，kezhijieyongyuputongdianji。tongshi，dianjidexiebosunhaodadajianshao，xiaochufuzaijixiezhouchengheyepiandezhendong。
當某一個功率模塊出現故障時，通過控製使輸出端子短路，可將此單元旁路退出係統，變頻器可降額機械運行；由此可避免很多場合下停機造成的損失。
4.控製器：控製器由高速單片機、嵌入式人機界麵和PLC共同構成。單片機實現PWM控製。嵌入式人機界麵提供友好的全中文WINDOWS監控和操作界麵，同時可以實現遠程監控和網絡化控製。內置PLC則用於櫃體內開關信號的邏輯處理，可以和用戶現場靈活接口，滿足用戶的特殊需要。
控(kong)製(zhi)器(qi)與(yu)功(gong)率(lv)單(dan)元(yuan)之(zhi)間(jian)采(cai)用(yong)光(guang)纖(xian)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)，低(di)壓(ya)部(bu)分(fen)和(he)高(gao)壓(ya)部(bu)分(fen)完(wan)全(quan)可(ke)靠(kao)隔(ge)離(li)，係(xi)統(tong)具(ju)有(you)極(ji)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)，同(tong)時(shi)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)，可(ke)靠(kao)性(xing)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。另(ling)外(wai)，交(jiao)流(liu)220V控製電源掉電時，控製器可由配備的UPS繼續供電，（散熱風機電源取自移相變壓器）變頻器可以繼續運行。
（二）概括起來其主要應用效果如下：
1．bianpinqidongduidianwangmeiyourenhechongji。youyubianpinqigaizaohoufengjikeyishixianbianpinruanqidong，bimianleqidongdianliudechongji，bujinduidianwangmeiyourenhechongji，erqiehaikeyisuishiqidonghuotingzhi；
2．anxutiaojiefengliang，bimianlangfei。jinxingbianpingaizaohou，fengjidesongfengliangbuzaixuyaoyoufengmenlaitiaojie，ershiyoubianpinqitongguobianpintiaojiefengjidezhuansulaishixian，tiaojiefanweikeyicong0%―100%；因而可以根據生產需要隨意調節風量，減少了不必要的浪費；
3．變頻節能運行，節約了大量能源。由於變頻改造後不再使風機一直處於滿負荷工作狀態，節能率高達63%以上；
4．jiangdifengjigongzuoqiangdu，yanchangshiyongshouming。jinxingbianpingaizaohou，fengjidedabufengongzuoshijiandouzaijiaodidesuduxiayunxing，yinerdadajiangdilefengjigongzuodejixieqiangduhedianqichongji，jianghuidadayanchangfengjideshiyongshouming，jiangdiweixiuqiangdu；
5．可使電動機與風機直接相連接，減少傳動環節的費用；
6．電機和風機運轉速度下降，潤滑條件改善，傳動裝置的故障下降；
7．係統壓力降低，對管道的壓力和密封等條件緩解，延長使用壽命；
8．係統完善的監控性能和高可靠性提高了工作效率，減少了檢修和維護的工作量。
9．xuyaozhuyideshimeikuangduixuanfengjibianpintiaosuhou，yibanqingkuangxiayaoqiuliangtaidianjideyunxingpinlvjinliangyizhi，congerbaozhengdianjizhuansuyizhi。bimianyitaizhuansugao，yitaizhuansudi，xingchengfengzu，yingxiangfengjidezhengchangyunxing。
四、結束語
zongzhi，kuangyongtongfengjicaiyongbianpintiaosu，budanshixianleruanqiting，jieyueledianneng，erqiekegenjuxiangdaodefengliangxuqiufangbiandejinxingtiaosu，yingyongxiaoguoshishifenlixiangde。woguodemeikuangqiyexiangdangduo，gaoyabianpinqizaizheyifangmiandeyingyongyingdangshishifenguangfande。
參考資料：
2．《HARSVERT-A高壓變頻器技術手冊》，北京利德華福電氣技術有限公司
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