變頻調速技術在選煤廠的應用說明

我國現代化建設面臨的當務之急是解決能源嚴重不足，原材料消耗過大的問題。以單位國民經濟生產總值所消耗的能源來比較，我國是日本的4.5倍，原西德的5倍，美國的4倍。要解決能源問題，只有合理有效地開發能源的同時，減少能源的消耗，把產值能耗降下來，才能節約能源。

選煤廠中風機、泵類占用電量的大部分，而且以往在使用中是采用電機恒速(即電功率恒定)拖動的。用閥門、擋板等方法調節流量。由風機、泵的特性可知：流量與拖動電機的轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，電功率與轉速的立方成正比。因此， 如果改用改變電機轉速的方法調節流量，風機和泵的能耗就會大幅度降低，特別是低負荷運行情況下，節能效果會十分顯著。

1.交流變頻器的應用

幾年的生產實踐中我們使用了艾默生FV2000和羅克維爾(AB)及日產等型號變頻器。下面以羅克維爾(AB)22C—D208A103變頻器為例介紹使用情況：

1.1電路及特征

變頻器的主電路為典型的“交一直一交”電壓型變頻方式，其整流器采用可控硅二極管整流，組成三相橋式整流器，以恒定的直流電壓供給變頻器，直流側并聯大容量電容器，以緩沖負載的無功功率。由SPWM變頻器承量調節輸出電壓的脈沖寬度和頻率，由既可調壓又可調頻的三相交流電源，實現對三相異步電動機的變速運行。

1.2接線與調試

變頻器串聯在空氣開關與電動機之間，電源端連接R、S、T，負載連接U、V、W。FWD、CM(遠端控制運轉命令端子)連接在外加的時間繼電器常開觸點上，以達到在主回路接通數秒后變頻器啟動的目的，C1，11取手操器4~20mA信號實現變頻器的遠端控制，通過手操器可以根據工況選擇開環、閉環控制。

根據生產的情況和設備的情況，參照說明書設定參數這里就不一一說明。為了避免調速時直流電壓過高跳閘，我們延長了加速、減速時間。轉矩提升模式和電壓/頻率關系的謹慎選擇可以防止電機在低速區域溫度過高。

2.經驗總結

2.1優點

①具有優良的節能效果。②電機調速平滑，啟動電流極小，減少啟動電流對電網的沖擊對電機繞組的損害，對拖動的機械也有好處。加裝變頻器后電機與機械的檢修工作量大幅下降，節約了大量的維修費用和人力。③性能齊全，可根據需要選擇，組合使用方便。④操作簡便，可就地操作，也可遠方操作。⑤提高自動化水平，減輕操作人員的勞動強度，故障保護動作靈敏，增強了安全可靠性。

2.2缺點

①一次性投入費用高，維修費用高;②低速運行時電機降溫效果不好，機體溫度高，對絕緣有損害;③部分保護動作過于靈敏影響生產的平穩運行。

3.節能效益分析

在幾年的使用中變頻器創造了顯著的節能效果。

以加壓過濾機系統給料泵為例：

給料泵型號：100ZJA—I—A50，Q=245m3/h，H=67m

配用電動機：Y315S-4/11KWI=202A

變頻器型號：22C—D208A103

安裝變頻器前：給料泵在負荷系數0.9情況下運行，運行電流180A，運行負荷99kW。

加裝變頻器后，運行電流下降30%為126A，功率因數提高到0.92。以此估算：

給料泵運行功率：

PD=■Ulcosφ· η·β

PD=1.732×308×126×0.92×0.93×0.9≈69kW

式中：β為負荷系數取0.9η;為電動機效率93%;cosφ為安裝變頻器后電動機運行功率因數。

加壓過濾系統每天運行20h，全年生產350d，可節約電臺△W=△PT=(99—69)×350×20≈210000kW·h

按七臺河公司生產平均電價0.49元/度計算，年節約電費：

0.49×210000≈10.29萬元

幾年來，我們在水泵和風機中陸續引進10余臺變頻器投入運行，節能效果很好，每臺可節電30%左右。而且不包括節約的維修費用，在半年至三年左右均可回收投資成本。

綜上所述，變頻器調速技術在選煤廠生產實踐中表現出優越的軟啟動和調速性能和明顯的節能效果。