礦井抽風機用變頻調(diào)速器
摘要：通過對傳統(tǒng)起動器和變頻調(diào)速器在礦井抽風機的應用進行比較分析，找出一種抽風系
統(tǒng)有效、可行的節(jié)電途徑，以實現(xiàn)通風系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。
Abstract: By means of the comparison and analysis to applications of convertional starter and frequency conversion governor in mine exhauster,a useful and practicable electricity－ saving path of exhaust system was found out,so improving systematic saving operation.
關鍵詞：變頻調(diào)速器
Keywords:Frequency conversion governor
1耗電比率與負荷率的關系曲線
電力是煤炭生產(chǎn)的主要動力能源，電力消耗的多少直接影響著煤炭生產(chǎn)企業(yè)的噸煤成本，從而關系到企業(yè)的經(jīng)濟效益。如何降低噸煤電耗，有效提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，已成為煤炭企業(yè)挖潛節(jié)支的重要途徑。
1采用變頻器的必要性
三相感應電動機因價格低，適用性廣，而較多應用于礦山各種機械動力中，但感應電動機存在著起動沖擊電流大，造成線路端電壓下降，影響供電質(zhì)量；若起動速度過快，起動轉(zhuǎn)矩大，又容易導致機械傳動系統(tǒng)損壞。
礦山因生產(chǎn)的特殊性，礦井通風系統(tǒng)關系到礦山的安全生產(chǎn)，因而通風系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。通風系統(tǒng)的核心—抽風機的電耗在整個煤炭生產(chǎn)中占有相當大的分量，對于風機流量的控制傳統(tǒng)上采用閥門控制，因而運轉(zhuǎn)效率低，耗電大。據(jù)統(tǒng)計，抽風機年平均效率低于50％。
要降低噸煤電耗，必須加強供用電管理，節(jié)省電費支出。針對礦山通風系統(tǒng)抽風設備的運行特點，很有必要尋找一種措施，合理、有效地改善電動機的運轉(zhuǎn)效率，以降低電力損耗，提高電能的利用率，節(jié)省電費支出，這對煤炭企業(yè)提高經(jīng)濟效益具有重要作用。
針對礦用抽風機負荷率不高的實際情況，通過分析比較，選擇一種可根據(jù)負荷實際需要改變運轉(zhuǎn)頻率的新型節(jié)能設備——變頻調(diào)速器。
2采用變頻調(diào)速器與傳統(tǒng)的起動控制設備耗
電比率與負荷率的比較
圖1 耗電比率與負荷率的關系曲線
從圖1可以看出：在負荷率為100％（即滿負荷）時，兩種設備的耗電比率（電耗與電機額定輸入功率之比）相同，但隨著負荷率的下降，就耗電比率而言采用變頻調(diào)速器的電耗遠遠小于傳統(tǒng)的起動控制設備。當負荷率為80％時，前者為55％，后者為85％；當負荷率為60％時，前者為30％，后者為65％；當負荷率為40％時，前者為10％，后者為50％。
由此可以看出：在較低負荷率時，采用變頻調(diào)速器比采用傳統(tǒng)的起動控制設備，節(jié)電效果非常明顯。
3采用變頻調(diào)速器與傳統(tǒng)的起動設備現(xiàn)場測試比較
?。?）針對4－72－11－16B礦用抽風機（配用電機功率為45kW），在不同負荷時，采用變頻調(diào)速器與傳統(tǒng)的起動設備，對電機的耗電進行現(xiàn)場測試，測試結果見表1。
表14－72－11－16B抽風機在不同控制方式時的耗電對比表
| 負荷率％ | 耗電比率％ | 變頻器控制 | 傳統(tǒng)起動控制 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 用電/kW | 總損失/kW | 用電/kW | 總損失/kW | ||
| 100 | 100 | 45.00 | 2.90 | 45.00 | 2.70 |
| 90 | 72.9 | 35.55 | 2.70 | 37.80 | 5.00 |
| 80 | 51.2 | 24.75 | 1.71 | 32.63 | 9.59 |
| 70 | 34.3 | 17.10 | 1.67 | 30.60 | 15.17 |
| 60 | 21.6 | 11.25 | 1.53 | 28.80 | 19.08 |
| 50 | 12.5 | 6.75 | 1.13 | 27.00 | 21.38 |
| 40 | 6.4 | 4.05 | 1.17 | 25.20 | 22.32 |
| 30 | 2.7 | 2.25 | 1.04 | 23.40 | 21.29 |
?。?）針對不同型號的抽風機選擇不同負荷率時，測試數(shù)據(jù)見表2（其功率值為抽風機所配電動機的功率）
表2對不同型號的抽風機在采用變頻調(diào)速器后每月節(jié)省的電能
| 負荷率％ | 省電比率％ | 耗電比率％ | 配用電動機額定功率 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7.5kW | 22kW | 45kW | 75kW | 132kW | |||
| K(千瓦.時/月） | |||||||
| 100 | 0 | 100 | |||||
| 90 | 27 | 73 | 1458 | 4277 | 8748 | 14580 | 25661 |
| 80 | 49 | 51 | 2646 | 7762 | 15876 | 26460 | 46570 |
| 75 | 60 | 40 | 3240 | 9804 | 19440 | 32400 | 57024 |
| 70 | 66 | 34 | 3546 | 10454 | 21386 | 35640 | 62726 |
| 65 | 72 | 28 | 3888 | 11405 | 23328 | 38880 | 68429 |
| 60 | 78 | 22 | 4212 | 12355 | 25272 | 42120 | 74131 |
| 50 | 87 | 13 | 4698 | 13781 | 28188 | 46980 | 82685 |
節(jié)省電費估算：
每月節(jié)省電能K=電動機額定輸入功率×省電比率×24×30（kWh）
以型號為4－72－11－16B的抽風機為例，以前采用閘閥控制流量，平均負荷率為70％，采用變頻調(diào)速器后，每月可節(jié)電21384kWh，節(jié)支21384×0.5=
10692元。購置一臺SVF－753變頻調(diào)速器費用大約25.0萬元，投入使用后不到半年時間即可收回投資。因此該技術值得在礦井通風系統(tǒng)推廣使用，并且可以在礦井的其它動力系統(tǒng)推廣使用。
4采用變頻器的優(yōu)點
采用變頻器不但可以節(jié)省電能，還有下述優(yōu)點：
（1）取代閘閥流量控制，可以按負荷需要運轉(zhuǎn)；
?。?）電動機起動沒有沖擊電流；
?。?）調(diào)低速度可以降低風機噪音及機械震動。低速時，電機的轉(zhuǎn)矩加大，運轉(zhuǎn)更穩(wěn)定、不共振、溫升低，可延長設備使用壽命；
?。?）克服風機起動時產(chǎn)生反壓的缺點。
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