礦用通風機的變頻改造

 本文介紹了煤礦用通風機進行變頻改造的意義、效果，并結合具體應用闡述了低壓大功率變頻器的特點及改造中應注意的問題 .
　    1、引言：
　    煤礦巷道用的通風系統，在煤礦的安全生產中起著至關重要的作用。礦井的瓦斯爆炸，與巷道的通風是否順暢，風量的足否都有著直接關系，一旦通風不暢，瓦斯濃度升高到一定程度，即會造成爆炸塌井，造成重大事故，危及礦工的生命安全。而隨著開采及掘進的不斷延伸，巷道延長，所需的風量也將不斷增加，風機所用功率也將加大。四季的交替，冷熱的變化，所需的風量也需不斷調節，但煤礦原根據反風及開采后期運行工況所設計的通風機及拖動的電動機的功率，通常遠大于煤礦正常生產所需的運行功率。
傳統的調節系統，是根據風量所需的多少，靠調節風門來實現的，不但浪費了電能，調節起來也不方便，而且原電控系統采用直接或降壓起動，對大功率電機（一般在 55KW 以上）來說，啟動時間長，啟動電流大，對電動機的各種保護功能也不齊全，很容易燒毀電機，對電網也造成較大的沖擊，甚至會使供電系統跳閘。
　   變頻調速器作為一種新型的電力變換裝置，已成熟地應用到工業生產的各個方面，不但啟動容易，節能效果顯著，而且對電機保護功能齊全，為保證礦井生產的安全，降低生產成本，提高自動化程度，對礦井通風機的變頻改造就成為勢在必行的工程了。
　   2、礦用通風機的種類及改造方式
　   礦用通風機由于在生產中十分重要，通常采用一用一備兩套系統，在一臺出現故障時馬上可以投入另一套系統運行，安全可靠，保證巷道的通風。礦用通風機一般是離心風機或軸流風機兩大類。
　   我們應用本公司生產的變頻器在新疆和山西三處煤礦四個通風機上進行了變頻改造。其中在新疆的三臺都是離心風機，山西的兩臺是660ν/500KW的大功率一拖二軸流式風機，效果都十分理想。節電率最好的可達35%以上。這里著重談一下我公司生產的660ν/500KW的變頻器的設計特點。對這樣大功率的變頻器，若采用普通的結構，由于電流比較大，而對于660V電壓等級來說，須采用1700V的IGBT。而此類器件的電流目前市場上最大只有200A的。因此做起來要采用8個單元并聯運行，結構復雜，體積龐大，給安裝及運輸都帶來了困難。由于我們在中壓變頻器中，三電平電路的結構應用都比較自如，工作起來都比較可靠，且對大功率電機來說，三電平電路的輸出波形對電機絕緣也很有利，因此我們采用普通電壓等級的模塊，用三電平結構，采用單元組合的方式，僅用四個單元即解決了此問題，而且裝配起來方便美觀，電機噪音也比較低，運行也比較可靠。在現場按裝后，根據實際工況，頻率僅調到35HZ即可滿足要求，節電效果十分顯著。
　   3、變頻改造應注意的問題
　   由于礦用通風機一般為扇風機，即向外抽風，一般采用的是離心式風機，拖動慣量比較大。因此在改造中，在調整變頻器的參數時應十分注意。
　   由于慣量比較大，在停機的過程中，電動機勢必要進入發電狀態，若此時變頻器停機時間短，發電的能量即會進入變頻器形成倒灌，造成變頻器主電路電壓升高而損壞主器件。筆者就曾遇到過類似情況。在新疆的第一臺離心風機變頻器，由于用戶不熟悉負載情況，調整的參數因下降時間短而造成了電解電容全部爆裂，就是由于停機過程中過電壓造成的。傳統的處理方式是加制動單元，將該部分能量以能耗制動的方式釋放掉。若用戶對停機時間無特殊要求，也可將變頻器的下降時間盡量延長，讓其與電機的自由停車時間相一致，即可避免此類問題。
　　對于升速時間，由于負載慣性比較大，電動機的升速時間若跟不上變頻器頻率變化的時間，變頻器即會出現過流保護，而不能正常工作。因此其升速時間也不能太短，一般以變頻器正常工作為宜。
其他參數可比照普通變頻器的參數予以設置。
　   4、結束語
　   總之，礦用通風機采用變頻調速，不但實現了軟起停，節約了電能，而且可根據巷道的風量需求方便的進行調速，應用效果是十分理想的。我國的煤礦企業相當多，變頻器在這一方面的應用應當是十分廣泛的。