变频调速技术在洗煤厂中的应用

【摘 要】 介绍了变频器的使用注意事项和变频调速技术的原理特点，重点阐述在洗煤厂实际生产中的应用。结果表明，变频器调速技术在洗煤厂鼓风机、泵类、跳汰机、给料机等设备的应用，取得了良好的节能效果，并使工艺环节更趋合理。

【关键词】 交流拖动 变频器 变频调速 洗煤厂 节能

1 变频器使用注意事项

变频器是一种电源转换装置，将输入给变频器固定频率，固定电压的三相交流电，转换成可调频率和可调电压的三相交流电。变频器向电动机提供了一种可变频率，可变电压的电源，改变电动机的转速，适合生产工艺设备的要求。它是电力电子技术、微电子技术、计算机技术、电力拖动技术的结晶。是强电和弱电相结合的产物。变频器技术就是变频器本身的工作原理、结构和功能以及功能参数的设置。应用技术是指电动机的机械特性和生产设备的负载特性以及生产工艺的特点。将变频技术和应用技术融会贯通，就能选好，用好，调试好变频器，更有效以及发挥变频器的功能。对于变频器出现故障，能够及时准确的进行判定，并寻找出引起故障的根本原因。

（1）严禁将变频器的输出端子U、V、W连接到AC电源上。

（2）变频器要正确接地，接地电阻小于10欧姆。

（3）变频器存放两年以上，通电时应先用调压器逐渐升高电压。存放半年或一年应通电运行一天。

（4）变频器断开电源后，待几分钟后方可维护操作，直流母线电压（P+，P-）应在25V以下。

（5）变频器驱动三相交流电机长期低速运转时，建议选用变频电机。

（6）变频器驱动电机长期超过50HZ运行时，应保证电机轴承等机械装置在使用的速度范围内，注意电机和设备的震动、噪音。

（7）变频器驱动减速箱、齿轮装置等需要润滑机械设备在长期低速运行时应注意润滑效果。

（8）变频器在一确定频率工作时，如遇到负载装置的机械共振点，应设置跳跃频率避开共振点。

（9）变频器与电机之间连线过长，应加输出电抗器。

（10）严禁在变频器的输入侧使用接触器等开关器件进行频繁启停操作。

2 变频调速技术的原理及特点

考虑到电源频率与异步电动机在转动速率上一致，因此，对于交流电机的转速调整可以借助选择异质化的电压与交流电的方式加以实现，并最终使设备的运转速率得以调节。此即变频调速原理，其是最佳的对异步电机调节速度的手段。

对于变频调速而言，在日常工作中，其通常呈现下述特点，首先是其性能较为稳定，在电机启动时，电流输出相对较小。并且在通常的硬启动之外，可以借助微操作实现电机性能减损的软启动方式，并且在运转的过程中很少出现意外，使启动瞬间交流电对机械自身所带来的电压冲击被降至最低；其次是电机的运行速率调节面较大，并且能够实现顺畅无阻滞的速率调节，因而在日常生产中能够有效的用于不同生产流程中；再次，该设备的使用可以有效降低能耗，通常其总体节约能耗将近百分之三十左右；最后，该设备的调试与安装并不复杂，操作应用也易于上手，有助于生产效率的提高。

3 变频调速技术在洗煤厂的实际应用

该技术适用于各类以交流电机实现带动的设备，如水泵等。在优化生产流程的同时，实现了显著的节能降耗，使企业的生产效率得以显著提高，并实现了人、财、物的有效配置。

3.1 显著的降耗效果—在循环泵和鼓风机上的应用

当前，在洗煤厂在洗煤生产中，主要生产设备是以九十千瓦电机拖动的循环泵二台，并安装了进、出水阀门，主要为跳汰机实现供水。在日常生产中，受单次洗煤量的影响，对跳汰机的供水要进行动态调节，即通过进出水阀门完成供水量的调节。而且这一过程只能通过人工操作实现，加大了操作人员的工作强度的同时，供水量调节的效果也难以让人满意。在安装了变频调速设备后，改变了以往的人力调节方式，以调节电机转动速率的实现了供水量的动态供给，在实现了节能降耗的同时，使电机与循环泵的内部零部件损耗也相应降低，并最终使该洗煤厂投入的成本也随之下降。此外，该厂也将变频调速技术应用于一百一十千瓦的电机上，该电机拖动鼓风机运转。同样实现了降低设备开机时的电压冲击。

3.2 改善工艺环节—在给料机中的应用

由于洗煤厂选用的给料机是电振型。因此常常出现输入煤的数量增加时，跳汰机出现剧烈震动，造成洗煤的效果下降。如遇煤质不理想时，极易造成煤料的浪费；而当输入煤的数量较少时，因未达到设备的内置容量要求，进而造成洗煤速度延迟。基于前述问题，如何保持适度的煤料输入，以便使跳汰机正常工作，是亟待解决的问题。将变频调速技术应用于电机之上，借助传感器与变频器的协同效应，有效的解决了给料机的供煤问题。其主要工作原理是借助传感器的动态输入煤料数值变化，进而同时对变频器的速率值进行相应的调节，最终使给料机的设备震动的幅度得以实现动态控制，从而使输入的煤料量契合洗煤机的生产能力。

3.3 产品品质提升在跳汰机排料系统中的应用

跳汰机在煤矿类企业中的地位十分重要。由矸石段、中煤段两部分组成机械整体，每一部门又分配安装有与之匹配的电机，电机的作用在于实现排料。在跳汰机的工作过程中，要结合床层的实际厚度进行针对性的排料进程和运行速率选择。通过电脑数控的方式，并以可编程逻辑控制器与变频器实现对跳汰机爽段排料的动态掌控。不这样，实现了系统化、规范化的操控，并保证了操控的质量。具体的流程是，借助耐磨球形浮漂及传感器实现对床层厚度的监控，然后借助可编程逻辑控制器对监测数据进行分析，并将分析结果作为调频信号，以其来实现对大功率电机的转动速率调控，这样即可达到对排料速度的动态调控效果。基于前述流程，保证了排料系统的稳定运行，使洗煤、选煤的工作效率得以大幅提高，从而保证了煤料的质量。

4 结语

总之，变频调速技术在洗煤厂的技术改造中的应用，取得显著效果，系统维护费用、电费等大大降低，吨煤成本较改造前下降了0.9元左右，年节约成本100多万元。实践证明，变频调速技术在选煤生产中的应用是十分成功的，尤其与PLC程序结合组成闭环调速控制系统，使工艺设备运行方式更趋合理，自动化程度更趋提高。

参考文献：

[1]刘竞成.交流调速系统[M].上海：上海交通大学出版社，1992.

[2]周明安，朱光忠.步进电机驱动技术发展及现状[J].机电工程技术，2005，34（2）.

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