风机常用调速方式比较

常用调速方式比较
    矿井主扇风机要实现调速运行，通常采用以下3 种方式：
（1） 液力耦合器。可实现无级调速，调速范围很宽当转速变化较大时，与节流调节相比也有显著的节能效果。能实现电动机的空载启动，降低启动电流。属于柔性传动，具有过载保护和隔离震动作用。工作平稳，控制调节方便，能用于大容量风机的变速调节。主要缺点有设备体积庞大，发热量大。在低速段产生的转差损耗很大，传动效率和调速精度低，属低效调速装置。
（2） 串级调速。具有调速平滑、效率髙、投资少的特点，高压调速、低压控制，当调速装置发生故障时，能轻便地切换到全速运行。调速范围窄、一般在 70% ～95% ，对电网的谐波污染大，功率因数偏低，维护工作量大，不能实现软启动。
（3） 变频调速。能够实现平滑的无级调速，速范围宽，调速精度高，机械特性硬。节能效果显著，在低转速下也能保持较高的效率。容易实现自动制，变频器发生故障时可切换至工频下运行。变频装置可以兼做软启动器，具备所有软启动器功能，满足各类负载的软启动需要。缺点是有很低的谐波污染。
    通过以上对比可以看出，变频调速技术既有优良的调速性能、又具备独到的软启动特性，一套装备就可以解决调速与软启动问题，是当前最合理的主扇风机调速方案。
3 变频调速在主扇风机中的应用实例
    兴隆煤矿主扇风机为两台 FBCDZ-№26 系列的轴流式对旋风机，一用一备。每台风机配置 2×450kW 、6 kV 防爆鼠笼电机，一对电机的参数相同。选用 H IVERT-YK06/ 130 型高压变频器，容量 1 250
kVA。一台变频器控制对旋风机的一对电机，实行一拖二供电，为了防止变频系统出现故障而导致矿井停风事故，主回路设置了应急工频旁路系统。

3. 1 该变频器主要技术特点
（1） 变频器可以在电网电压跌落不超过额定
值的 20% ，或上升不超过额定值的 15% 时正常平运行。此外还设有电网掉电情况下的相关功能选项，用户可根据需求选择设置：在电网掉电时间不超过 1ｓ 时，变频器具有抗波动、持续运行的功能；在电网长时间掉电后恢复送电时，变频器具有高压失电自启动功能。
（2） 具备反转功能，用户可根据现场需求设置相关参数。当选择变频器参数反转允许时，只需调节给定频率为负数，电机即可进入反转模式。如遇井下发生火灾等重大事故，操作键盘可立即将风机进入反转状态，省去了繁琐的反风操作。
（3） 具有本地、远程、上位三种控制方式，不同控制方式可以自由切换，用户可根据现场需要进行选择。在矿井风机正常工作情况下，变频器可设置为远程控制或上位控制方式，在主控室进行监控；在需要现场操作变频器以及系统联调时，一般要求对变频器进行本地操作，这时可选择变频器为本地控制方式，在人机界面上对变频器进行操作。
（4） 具有电机过流、变频器限流、变频器流、单元过压、过热保护等功能，最大限度地保障电气设备的安全。
（5） 采用先进的空间矢量控制正弦波 PW M调制技术，精度高、响应快，输出波形为近乎完美的正弦波，大大减弱了输出谐波含量。
3. 2 风机高效运行的调节
    根据矿井近期所需的风量、负压和当前风机运行情况，绘制较准确的矿井通风网路阻力曲线；把通风网路阻力曲线作在厂家给出的不同叶片安装角度下的通风机性能曲线上，找出工况点。工况点应运行在高效区，即系统效率在 80% 左右；如果工况点出现在低效区，可以调整叶片安装角度使其处于高效区，确定出要调节的叶片角度。
    采用变频调速技术后，预先将风机风叶角度调到高效区，再使风机转速降到满足风量的合适转速，调速后的效率几乎不变。该矿通过对风机风叶角度和运转速度的优化组合，使风机效率始终在82％左右，实现了提高风机运行效率并满足通风需要的目标。对于有些新建或技改矿井长期处于高速低效的运转状态，可采取适当增大风叶的安装角度、降低风机转速来满足矿井供风量的要求，达到经济运行的目的。变频器设置为开环定速运行，可根据矿井的通风需要随时调节运转速度。输出频率0～60 H z连续可调，分辨率达 0. 01 H z，调速过程平滑，调节方便，调速性能优良。
3. 3 稳健的软启动特性
    变频器具有软启动功能，能够提供多种智能的启动曲线，风机可以实现变频软启动。根据通风机的负载性质和电气参数确定最佳的半 S 形加速曲线，加速时间在 5～1 600ｓ 内连续可调，能够很地控制加速度。启动电流最大只有 1. 3 倍的额定电流，减轻了对电网的冲击，不影响电网的稳定性。采用低速转矩补偿方式，使变频器在低速时也有良好的转矩输出特性，且平滑无冲击。启动过程平滑顺畅，风机的振动、噪音和温度明显降低，延长了设备的使用寿命，进一步提高了主扇风机的安全性和可靠性。
4 结 语
    采用变频调速技术，主扇风机工况点持续运行在高效区，并实行了变加速度的软启动。高压变频技术以优良的调速性能兼具先进的软启动特性，成为煤矿主扇风机实现高效运行与稳健启动的有效途径，是风机、水泵实施调速节能改造的首选方案，是工业企业提高能源利用效率和工艺控制自动化水平的先进技术，具有广阔的发展前景。