变频给水设备论文

变频给水设备论文（精选12篇）

变频给水设备论文 第1篇

关键词：LOGO!,变频器,给水设备

随着城市的持续发展, 新建住宅小区不断增多, 小区中小高层住宅的比例越来越高。由于市政供水管网的压力较低, 满足不了小高层住宅供水压力的需求。另一方面小区用水变化量大, 对水压的要求比较高, 流量基本上由用户控制。根据这些特点该文提出了基于变频器和LOGO!的小区供水系统。

1 变频供水的特点

2 系统的控制原理

该系统由一台变频器, 一台LOGO!控制器, 一个PI调节器和一个压力传感器及若干电控辅助部件构成, 如图1所示。系统中各个部件的主要功能是:安装于供水管道上的压力传感器将管网压力转换成电信号, 此信号输入PI调节器, 与PI内部设定值进行比较, 输出的电压和频率值用于控制变频器工作。变频器根据用户的实际用水量调节水泵转速以调节流量;LOGO!用于逻辑控制。

3 控制功能的实现

3.1 控制电路的硬件设计

控制电路选用富士LOGO!230RC (2) , 12点输入, 8点输出, 硬件电路如图2所示。

图2中QC1、QC2是转换开关, 分别为工频和变频的转换和1号泵和2号泵的选择;SB1、SB2、SB3、SB4分别为1号工频启动、1号工频停止、2号工频启动、2号工频停止按钮;KD、KZ分别为低水位、中水位开关, 由投入式液位压力变送器控制。KM1、KM2、KM3、KM4、KM分别为1号变频、2号变频、1号工频、2号工频控制线圈及主电路控制线圈。HD、HZ为低水位、高水位指示灯。HL1是电源接通指示灯, HL2是变故障指示灯。

3.2 控制电路工作原理

通过操作台上控制面板完成各种控制操作的选择。

(1) 运行方式:通过手动方式选择工频或变频。系统正常工作时选择变频, 这是LOGO!输入点I5=1, 输出Q3=1, 线圈KM工作, 它的常开触点闭合, 变频器待工作, 见图1。

(2) 水泵的选择:在变频状态下, 通过手动方式选择1号泵, LOGO!输入点I6=1, 输出Q4=1, 线圈KM1工作, 它的常开触点闭合, 1号泵工作, 见图1。

4 控制电路软件设计

软件编程采用Quick V5.7.1。程序是由基本的与、或、反相器及RS触发器、延时接通模块组成。

当选择变频方式时, I5=1, 经过两个或门B9、B23使输出O3=1, KM线圈工作, 水泵准备工作。

选择1号泵, 此时, I6=1, 使3输入与门B18的一个输入端为“1”;B18的第二输入端是或门B9的输出, 为“1”;B18的第三个输入端受水位输入端控制, 此时, 变频器要工作, 中水位输入端I10=1, 低水位输入端I9=0, 经过内部逻辑运算使RS触发器输出为“1”, 即B18的第三个输入端为“1”, 与门B18输出为“1”, 经过20 s的接通延时后使输出O4=1, 线圈KM1得电, 主电路图1中的常开触点闭合, 水泵可以工作了。输入和输出端必须经过基本的逻辑门软件才能工作。仿真无误后可下载到硬件中, 首先经过串口将LOGO!与计算机连接, 选择通讯配置, 选择串口, 将程序下载到LOGO!中, LOGO!功能块图见图3。

5 结语

该系统已运行近一年, 完全满足了用户要求, 实现了电动机无级调速, 依据用水量及供水管网的压力变化自动调节系统的运行参数, 在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求。同时还具有操作简单、运行可靠、抗干扰能力强、功耗低、噪音低、供水高品质、不需人员值守等特点。在能源消耗和运行成本上, 已取得了比较明显的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]吴坚兰, 陈秀琴, 马嵩源.ACS800变频器在加载试验台控制系统中的应用[J].电气传动, 2009, 39 (1) :67-70.

煤矿机电设备变频控制技术 第2篇

1变频技术原理及发展

交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用,是强弱电混合、机电一体的综合性技术。其实质是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压, 再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压和电流,是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。变频调速技术之所以在能源危机中应运而生,就是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速, 从而大幅度提高工作效率。

变频技术在理论和应用方面都取得了较快的发展。在功率器件方面,经过了GTR、IGBT的更替,并进一步发展为智能功率模块(IPM);在控制理论方面,压频比(U1/f)控制方式得到很大改进,矢量控制和转矩直接控制方式在实际变频器中广泛应用,模糊自优化控制、人工神经网络等控制方法成为新的研发方向;调速系统的集成度越来越高,从单片机开始,先后产生了数字信号处理器(DPS)、精简指令集计算机(RISC)和高级专用集成电路(ASIC);在功能方面,变频器的综合化程度越来越高,除了能完成基本的调速功能外,还具有内置的可编程序、参数辨识及通信等功能。

2变频技术在煤矿机电设备中应用

2.1在矿井提升机的应用

矿井的提升机担负着输送物料和人员的重要任务,是矿井生产四大运转部件中特别重要的设备。其传统的调速控制方法是采用在电动机转子电路内接入金属电阻,用鼓形控制器或接触器切除电阻来达到调速的目的。这些控制装置的缺点是:电阻能耗大、散热难以解决;电阻调速属于有级调速,开环控制,调速范围小、精度低、安全性能差;在减速段和下放时需投切动力制动直流电源或低频电源,易造成设备损坏,且浪费了大量的电能。另外,原有的控制系统保护不够齐全,安全可靠性差,原系统已严重地制约了矿山的安全生产和经济运行,对矿井提升机驱动系统进行变频技术改造旨在从根本上解决原有电阻调速控制系统存在的各种弊病,达到如下主要目的:实现无级平稳加减速, 提高提升系统的安全水平;节约电能;用PLC编程软件替代继电器实现提升速度控制, 减少设备维修工作量。

2.2在皮带机中的应用

与提升机的用途基本同理,皮带机也是从井下运送煤到地面。区别在于皮带机的功率更大,它的启动和运行方式为绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行,经液力耦合器切换至皮带机。

皮带机的工作原理是皮带机通过驱动轮毂,靠摩擦力牵引皮带运动,皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。皮带是弹性储能材料,在皮带机停止和运行时都储存有大量势能,这就决定了皮带机启动时应该采用软启动的方式。国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动,在启动时调整液力耦合器的机械效率为零,使电机空载启动。虽然采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动等方法,但电机的启动电流仍然很大,不仅会引起电网电压的剧烈波动, 还会造成电机内部机械冲击和发热等现象，

同时采用液力耦合器软起皮带时,由于启动时间短、加载力大容易引起皮带断裂和老化,要求皮带的强度高。加之液力耦合器长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生,不仅会加大维护难度和成本、污染了环境,还会使多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。

经过变频技术改造后皮带机彻底实现了皮带输送机的软起、软停运行方式,使皮带机在工作中更加性能稳定。系统的功率因数在整个过程中达0.9以上,大大节省了无功功率。采用变频器驱动后,使系统总的传递效率要比液力偶合器驱动的效率高5%～10%系统效率。改造后系统可以根据负载变化情况自动调整输出频率和输出力矩,改变了以前电机工频恒速运行的模式,在很大程度上节约了电力能源消耗。而且四象限中高压变频器的使用实现了皮带机能量回馈功能,进一步使得皮带机的能耗降低,液力耦合器的退出更大地节约了设备的维护和维修费用。在节能环保方面更加的完善。

2.3在煤矿主通风机的应用

煤矿主通风机是煤矿的四大主要设备之一,主扇风机在煤矿生产中有着重要的地位,作为矿井主通风,它每天24h不停地运转,是整个矿井的“呼吸”系统。随着开采和掘进的不断延伸,巷道延长,尽管风量基本不变,但井下所需的风压要求却不断增加,风机需用功率也随之增加。矿井一般按开采各阶段中通风最困难时期选择风机型号。

矿用通风机采用变频调速后,节约了电能,而且可根据巷道的风量需求方便的进行调速,避免浪费,应用效果是十分理想的。而且变频节能运行,节约了大量能源。由于变频改造后不再使风机一直处于满负荷工作状态。

由于变频器改造后风机可以实现变频软起动,避免了起动电流的冲击,不仅对电网没有任何冲击,而且还可以随时起动或停止。进行变频改造后,风机的大部分工作时间都在较低的速度下运行,因而大大降低了风机工作的机械强度和电气冲击,将会大大延长风机的使用寿命,降低维修强度。

需要注意的是煤矿对旋风机变频调速后,一般情况下要求两台电机的运行频率尽量一致,从而保证电机转速一致。避免一台转速高,一台转速低,形成风阻,影响风机的正常运行。

2.4在井下绞车电控系统中应用

电控系统和保护系统采用变频调速技术,输入电源660V、50Hz,电压允许波动范围-15%～ 10%,允许频率波动范围±2.5%,输出功率200kW,输出频率0～50Hz连续可调。过载能力强,在负载变化为-120%～ 120%额定负载时能满足四象限运行要求;低频运转时,有自动转矩提升功能,能保证100%额定转矩;有过压、欠压、过流、断相和功率元件过热等保护。

控制箱采用快开门方式,电气控制采用双PLC全数字控制系统,两套PLC与硬件电路互相冗余完成绞车提升控制与数字监控,同时在PLC故障时能分别完成临时应急提升。控制系统配备正常操作而设置的各种保护,其中的防止过卷装置、过速装置、限速装置和减速功能保护设置为相互独立的双线形式。系统还具有各种保护试验功能。声光信号与控制回路具有闭锁功能,未发信号不能开车,发出信号的时间次数记忆不少于30天。深度指示采用数字显示,能准确清楚显示出矿车在巷道中运行位置。深度指示一旦失效能迅速断电停车。绞车控制具有手动、自动、检修运行及远程控制等操作方式。检修时能手动操作,运行速度 0.3～0.5m/s,操作方便可靠。变频器采用模块式结构,出现故障时能方便查找故障点并及时进行更换,维修简单。操作台除有正常的各种操作开关与按钮外,还有深度、速度、电压、电流、油压和温度等指示,比较直观。

参考文献

[1]胡崇岳 现代交流调速系统[M] 北京 机械工业出版社,

[2]王占奎 变频调速应用百例[M] 北京 科学出版社,

风机设备的变频技术及应用 第3篇

关键词：风机设备;变频技术;应用

风机设备的变频技术从上世纪八十年代诞生以来，经过长时间的发展，已经可以在实际的运用过程中，有效的降低风机设备的能量消耗，提升风机设备的工作效率，是保证风机设备运用效率提升的有效保证。针对这样的情况，本文将具体的结合风机设备变频技术运用的基本计算公式，进行对于风机设备的变频技术的应用探究工作。

一、风机设备的变频功率计算方法

在进行风机设备变频功率计算的过程中，要充分的考虑到风机设备的各种使用参数，具体的来说，使用Li来代表风机设备的总变频功率，使用Ni来表示风机设备的指定时间功率，并形成之下的公式，来进行风机设备的变频技术分析研究工作：

L■=P■V■λ■■■■-1

通过对于风机设备变频功率的计算，可以知道：在公式中，ps所代表的是风机设备的设备吸气压力，公式中pd所代表的是风机设备的设备排气压力，公式中Vh所代表的是风机设备的设备行程容积，公式中λV所代表的是风机设备的容积系数，该系数表示风机设备的气缸工作容积利用率在使用风机设备的过程中，效率所降低的程度，公式中k为风机设备中所使用的气体的绝热指数，公式中ε为风机设备中气体的压力比的数值，可以反映出风机设备的气缸排气压力与风机设备之中的吸气压力的比值的大小，公式中的σ为风机设备在使用的过程中相对压力损失的数值。最终，通过将各种系数带入由风机设备的变频功率计算公式，可以有效的得出风机设备的节能降耗的关键点所在。具体的来说，风机设备的节能降耗的关键就在于降低风机设备内部的压力损失和风机设备保证气体性质和风机设备的属性相吻合。

二、风机设备的变频技术应用分析

（一）合理控制好风机设备的运行控制方式。在进行风机设备变频技术应用分析的过程中，进行对风机设备的运行控制方式的考虑，是保证风机设备变频技术运用的重要因素之一。在风机设备的容量大小选择和风机设备的容量行程已经确定之后，根据对于风机设备控制方式的分析，可以有效地确定出风机设备变频方式应用的具体方案的选择，并最终设定出合理的风机设备控制方式，促进风机设备变频技术应用效率的提升。

一般情况下那个，风机设备的变频方式控制主要集中在风机设备的V/F控制方式上。具体的来说，风机设备所使用的V/F的数值越高，风机设备进行变频的过程中，所消耗的能量也就越高，对风机设备造成的影响也就越大;另外一种因素是风机设备的上限频率下限频率情况的分析研究。具体的来说，风机设备的上限频率的逐步提升，根据二次方律特性进行计算研究，可以发现，风机设备变频效率就会随之降低，影响到风机设备变频效果;最后，风机设备的加、减速时间也会影响到风机设备的变频效率。具体的来说，风机设备所使用的加、减速时间越高，证明风机设备的惯性也就越高，在这样的背景下，风机设备所使用的能量消耗越高，风机设备变频过程所消耗的资源也就越多，针对这样的情况，在进行风机设备加、减速时间的选择过程中，就要综合性的考虑到上述几点因素，有针对性的进行选择，促进风机设备变频效率的提升。

（二）进行风机变频调速系统的电路原理分析研究。首先，要考虑的是风机设备的正转控制的线路组成，一般情况下，要求风机设备的正转线路在一套完善的电路控制下完成。与此同时，随着风机设备的变频频率的提升，风机设备的变频效率也会逐步的降低，最终影响到风机设备的变频效率。针对这样的情况，在进行风机变频调速系统的电路设计的过程中，就要将原本简单的电路进行复杂化处理，保证风机设备变频过程的高效完成;其次，要考虑到风机设备的变频器的功能预置的处理，一般情况下，在正常的工作状态下，风机设备都可以保持较高的变频效率，并随着预制数值的改变，风机设备的变频控制效率会逐步下降，进而导致风机设备变频效率的下降。与此同时，要考虑风机设备的频率参数变化对于风机设备变频效率的影响。最后，风机设备具有三相工频电源通过断路器，进行对于变频技术的控制。在进行风机设备的变频过程中，保证风机设备的三相工频电源通过断路器保持在正常的运行参数范围内。假设风机设备为简单的线路，在进行运行的过程中，要充分的考虑到三相工频电源通过断路器的运行参数。与此同时，根据对三相工频电源通过断路器数据的分析研究，可以看出，在进行风机设备的三相工频电源通过断路器研究过程中，要充分的考虑到风机设备的三相工频电源通过断路器工作参数，以便于有效促进风机设备变频效率的提升。

结语：综上所述，在进行风机设备的变频设计过程中，要对风机设备的变频原理公式进行分析研究，总结出影响风机设备变频效率的几点因素，保证风机设备的变频效率的提升。与此同时，还要在保证风机设备节能效率的提升的基础上，使得风机设备可以高效的满足生产的实际需要，促进实际生产效率的提升。

参考文献：

煤矿变频设备连接电缆探讨 第4篇

1 变频调速过程中电压与电流变化的分析

在变频调速系统中, 如果调节电源频率或系统电路的参数 (如调节电感L, 电容C) 使电路两端的电压与其中的电流同相, 这时电路中就会发生串联谐振现象[1]。串联谐振发生时, 会带来较大的瞬间电流和高电压。

(1) 谐振发生时, 瞬时电压超出额定电压。此时, XL=XC。其中, XL为感抗;XC为容抗。

undefined

当 XL=XC>R时, 系统中的感抗电压UL与容抗电压UC都高于正常工作电压, 这时可能会引起电缆线芯绝缘的击穿, 而且电缆越长, 谐振电压也越高, 电缆绝缘被击穿的几率也越大。

(2) 谐振发生时, 产生瞬间大电流。电路的阻抗模undefined, 谐振发生时, 阻抗模值最小, 因此, 在电源电压U不变的情况下, 电路中的电流将在谐振时达到最大值。

经过分析可以看到, 由于系统频率的变化, 会造成脉冲电压突然增大, 这样会引起电缆线芯绝缘的击穿;同时生成瞬时大电流, 届时零线芯会承受比主线芯更大的电流, 产生较强的电磁波, 对周围邻近地区的通信工具或调幅接收器将产生严重的干扰, 会对井下安全生产带来严重威胁, 也是《煤矿安全规程》[2]所不允许的。

2 MYPTJ型煤矿用移动橡套软电缆

2.1 电缆结构

目前煤矿井下变频调速系统普遍采用《煤矿用阻燃电缆》 (MT8181999) 中的煤矿用移动金属屏蔽监视型软电缆, 即普通三相电缆, 型号为MYPTJ[3], 其结构为3根主线芯和每根主线芯上缠绕附着的零线 (图1) 。

2.2 特点

MYPTJ型煤矿用移动橡套软电缆具有良好的抗静电干扰和抗电磁波干扰性能, 但是使用这种电缆的系统会在达到一定频率后使主线芯和零线产生干扰和谐振电压不平衡, 并产生较高的脉冲电压, 不仅给煤矿井下运输及敷设电缆造成困难, 而且增加电缆的制造难度, 浪费原材料。这就会对电缆的绝缘强度提出更高的要求, 需要增加电缆线芯的绝缘厚度和选用介电常数小的绝缘材料来提高电缆绝缘的耐压水平, 防止电缆绝缘被击穿, 而新的MVFPT型对称结构变频器电缆则可满足上述要求。

3 MVFPT型对称结构变频器电缆

3.1 电缆结构及材质

MVFPT型对称结构变频器电缆主线芯与零线芯位置采取对称结构设计, 并增加电缆主线芯金属屏蔽与成缆后金属屏蔽, 其结构如图2所示。

(1) 导体。MVFPT型电缆导体采用镀锡软铜线, 表面应光洁, 无油污, 无尖端凸起等缺陷, 应符合MT818.11999标准中的规定。

(2) 绝缘层。该电缆动力线芯绝缘采用乙丙橡胶为基料的绝缘胶料, 其性能应符合GB 7594.8中XJ-30A型的规定, 但抗张强度应不小于6.5 MPa。这种电缆的绝缘厚度与20 ℃时的绝缘电阻参照MT818.71999标准中的规定, 以保证成品电缆有足够的电绝缘强度。

(3) 绝缘屏蔽层。该电缆绝缘屏蔽采用半导电挤包或半导电带包层。屏蔽的过渡电阻值应不大于3 kΩ。缆芯外应编织一层镀锡铜丝的金属屏蔽, 编织密度应不低于80%。

(4) 外护套。根据电缆的使用环境和条件, 外护套采用氯丁橡胶或氯化聚乙烯为基料的护套胶料, 其性能应符合 GB 7594.7中XH-03A型规定。

3.2 特点

(1) 有较好的抗压、防爆、过载安全性能。主线芯与零线芯的位置采用了对称结构, 由于导线的互换效应及其对称平衡, 可将系统频率变化产生的谐振干扰减小到最低水平, 此时电缆主线芯采用一般的电绝缘强度即可。这样就提高了电缆的抗压、防爆、过载安全性能。

(2) 有较好的抗干扰性能。主线芯与零线芯位置的对称结构以及增加电缆主线芯金属屏蔽与成缆后金属屏蔽, 可大大提高三相交流电的平衡性, 降低三相负载相互产生的电磁干扰。

(3) 有利于改善供电品质。3根零线的结构提供了方便灵活的接地方式, 具有较低而且均匀的正 (逆) 序和零序阻抗[4], 可以确保系统由于频率变化生成瞬时大电流并产生较强的电磁波时, 电磁波信号不干扰电缆附近地区的其他通信信号, 并提高了电缆自身的抗干扰能力, 能有效阻止外界电磁波信号对系统的干扰。同时, 该结构可以实现内屏蔽和外屏蔽电场的统一性, 延长了电压倍增时电机与传动器之间的转换时间。

4 结语

煤矿用变频器电缆是一种新的系列产品, 它适于在煤矿变频器控制系统中用作供电电缆或电器连接。国内部分电缆厂家按照新结构生产的MVFPT型对称结构变频器电缆已在井下工程中得到应用, 并取得了良好的效果。

该系列产品有效地解决了变频调速系统的脉冲电压与电磁波的干扰, 在井下变频系统的使用中是必不可少的, 同时能有效降低安全生产事故, 减少由于电缆故障引起的井下停产。

摘要：分析了变频调速过程中串联谐振发生时电流电压的变化, 对当前煤矿常用变频器电缆进行了探讨。重点介绍了MVFPT型对称结构变频器电缆的结构、材质及优越性能。MVFPT型对称结构变频器电缆主线芯与零线芯位置采取对称结构设计, 并增加电缆主线芯金属屏蔽与成缆后金属屏蔽。这种结构和设计有较好的抗压、防爆、过载安全性能以及抗干扰性能。

关键词：煤矿,变频器电缆,移动金属屏蔽监视型软电缆,橡套软电缆

参考文献

[1]国家煤炭工业局.MT818—1999, 煤矿用阻燃电缆[S].北京:煤炭工业出版社, 1999.

[2]秦曾煌.电工技术 (第5版) [M].北京:高等教育出版社, 1999.

[3]《煤矿安全规程》专家解读编委会.《煤矿安全规程》专家解读 (第1版) [M].徐州:中国矿业大学出版社, 2006.

变频给水设备论文 第5篇

张家口水协恒压变频供水设备有限公司

（长沙水协集团）

2015-5-25

目 录

一、公司简介...........................................3

二、浅析变频恒压供水系统回水问题........................3

1． 问题的提出..................................................3 2． 回水情况调查................................................4 3． 回水现象产生及危害..........................................4 4． 影响回水的因素..............................................5 5． 回水问题的解决..............................................6 6． 结束语......................................................6

三、设备案例展示.......................................7

一、公司简介

长沙水协（集团）有限公司系中国城镇给排水协会常务理事单位，下设张家口水协恒压变频供水设备有限公司等，在全国各大中小城市招有几十个分支机构，并建立了销售服务网络，有邵阳水协，洞口水协，湘西水协，岳阳水协，衡水水协，信阳水协，丹江口水协，随州水协，洛阳水协，贵阳水协，乌市水协，库尔勒水协，阿勒泰水协，泰安水协，成都水协，遂宁水协，潍坊水协，海口水协，西安水协，临汾水协，运城水协，兰州水协，重庆水协，衡阳水协，宜春水协，银川水协，通辽水协公司等。

张家口水协恒压变频供水设备有限公司主要从事高层楼供水设备的研发、制造、销售，产品主要包括无负压变频供水设备、变频恒压供水设备、智能化箱式泵站、箱式无负压供水设备、二次加压供水设备、无塔供水设备、深井变频供水设备、变频控制柜等。产品适用于高楼供水、加压泵站、宾馆酒店热水循环、小区改造、水厂自动化系统、管道直饮水、中水处理、农村安全饮水工程，工矿企业供水等。

1951年-长沙水泵厂最早成为国家水泵试点基地。

1978年至2006年,长沙工程机械,传统机械迅猛崛起,成为全国机械之都。1996年荣获湖南省环境保护产业协会会员证。2000年成为中国城镇供排水协会团体会员。2006年系中国城镇给排水协会常务理事单位。2011年下设长沙水协供水设备有限公司。2012年评为中国水协设备材料贡献先进单位。2012年评为中国供排水行业企业文化先进单位。

先后取得了ISO9001质量管理体系认证、CCC证、GS认证、卫生许可批件和多项专利技术、国家重点推广项目。

二、浅析变频恒压供水系统回水问题

1． 问题的提出

随着科技的发展，人民生活水平的提高，对给水工艺的要求越加严格，水泵变频技术将改变传统供水方式，越来越普遍地应用于给水工程。为了使变频技术更好地发挥效能，必须保证设备各项技术参数随运行环境变化合理设置，否则运行起来将不能发挥应有作用，甚至出现传统供水方式下不可能出现的问题—— 回水(管路内的水经运行的变频泵流回水源)。

济南铁路局济西给水所目前使用的群井集控系统2000年投入使用，由1套变频设备及4套扬水机械设备组成，主要负责济西站区生产、生活用水。采用三

用一备运行方式，通过变频调速自动调节电机转速和水泵运转台数，达到系统恒定压力供水的需求。每年供水量约120余万吨，变频技术的运用起到节能的作用。2006年发现运行中出现回水问题，给安全生产带来隐患。

2． 回水情况调查

工作人员在计算水泵扬水量时一般用当天某一时刻水表数码减去前一天同时刻水表数码，1月4日发现水泵运转一天但扬水量为负值，经计量检验水表合格，证明系统发生回水现象。为此供电段组织调查，发现2006年1月10日至2月2日20多天时间系统回水5次，回水量2 594 m3，约占当月供水量的3％，如此大的回水频率及回水量说明回水不是造成计量失误的偶然现象。水泵在额定转速下显然不会发生回水，通过现场观察，确定管路内的水有时通过调速泵(在变频状态运行的水泵)回流到水源井，此时水泵低速运转，逆止阀阀板未全部关闭，阀板两侧水压基本平衡。

3． 回水现象产生及危害

水泵变频运行的原理。通过流体力学的基本定律可知：泵类设备属平方转矩负载，同一台泵其转速n与流量p、压力H、轴功率P存在以下关系：流量与转速的一次方成正比，压力与转速的2次方成正比，轴功率与转速的3次方成正比。改变水泵转速将改变水泵性能，使流量、扬程发生变化。通过变频技术改变电动机工作电源频率可以改变电动机转速，使水泵工作在我们所设定的工况点。

济西恒压供水系统供水时采用2台及以上的水泵并联供水，根据管网压力变化通过PLC及变频器自动调整定速泵(额定转速)运行台数和变频泵转速。一般情况下由定速泵、变频泵共同运行保证管网水压要求，变频泵的转速根据供水量大小变化，由变频器输出电源频率控制。当管网压力小于设定压力，变频器输出电源频率上升，变频泵转速提高，水泵扬水量增加。当转速上升至额定转速时，变频泵切换为定速泵，同时系统控制另外一台水泵变速启动；当管网压力大于设定压力，变频器输出电源频率下降，变频泵转速降低，水泵扬水量减小。当水量下降到我们设定的某一输出电源频率Ⅳ 时，系统将切除一台定速泵，由变频泵调节流量变化直至实现水压满足设定要求，我们将 称为变频器最低输出频率。

回水的发生。当管网压力大于设定压力，水泵转速将下降。如果将系统Ⅳn设定为o Hz(Ⅱ为l0以内的较小数值)，会发现随着水泵转速下降供水扬程逐渐变小，转速下降到某一频率Ⅳ(N．>Ⅳ。)时，水泵扬程会小于管网内水压，这种情况下止回阀也基本失去作用。因为止回装置大都为减小水锤危害而采用微阻缓闭阀，阀板需要借助水倒流产生足够大的背压推动延缓装置回位，阀板与阀体才能关闭严密，而上面运行状态时阀板两侧水压力差较小，不能使阀板闭紧，管

路内的水能够通过逆止阀流回水源。回水流量根据水泵转速变化，直至实现管网压力与设定压力平衡，此时变频器输出频率高于Ⅳ，变频泵仍然低速运转，这时就发生了回水。如果在一定时段内系统供、用水量不发生大的变化，这种状况将持续运行。济西供水系统回水就是因设备在某一频率运转时发生回水，此时电机电源工作频率高于Ⅳ，系统不做切换动作。

回水现象的危害。因为是在设备运行中发生，不容易被发现，其危害非常大。一是浪费电能：水泵已经扬入管网的水通过运行的变频泵流回水源，水量有时会很大，例如上面提到的济西1月至2月回水量2594立方米，只是根据每天水表起止码计算出来的。在一天的运行当中有时扬水与回水交替存在，水泵向管网扬入具体水量无法计算，2 594 m3水只代表在那段时间当中回水量比扬水量多2594 立方米水，能源浪费很大。二是管网内的水倒流进入管井，容易对水源造成污染。

4． 影响回水的因素

为何系统安装之初工作正常，后来设备参数未发生变化却出现回水现象，综合考虑主要受以下几种因素影响：

水源动水位。水源动水位变化，致使水泵工况点发生变动。在系统供水压力设定为某一定值时，水泵运行工况点会随动水位的变化而变化。济西地区有时丰水期和枯水期动水位相差较大，济西四所2005年6月动水位最大是l3．8 m，平时动水位在5 m左右，相差近8 m，而水泵额定扬程为42 m，动水位变化范围约占扬程的20％。当管网供水压力同样为0．28 MPa时，在枯水期、丰水期济西四号泵扬程将分别为42 m、33 m；相应在变频运行时，水泵发生回水的临界电源频率(即水泵能够在管网压力为0．28 MPa情况下向管路开始扬水时变频器输出的最低电源频率)也有较大变化，扬程高时临界电源频率较高，扬程低时临界电源频率较小，根据运行经验，在以上两种情况下所需电源频率相差6 Hz左右。

变频器最低输出频率N0，正常情况下变频器最低输出频率应大于回水临界电源频率。济西系统安装时水源动水位5 m左右，供水压力0．28 MPa，变频器最低输出频率20 Hz，系统工作频率高于回水临界电源频率。后来出现回水，就是因为动水位出现较大下降，供水压力仍为0．28 MPa，水泵扬程增加，致使回水临界电源频率上升，高于变频器最低输出频率20 Hz，水泵能够在回水临界电源频率段运行，于是出现回水。

逆止装置。大型供水系统运行特性决定了逆止装置的功能，既要在停泵时控制水流，又要减少水锤对设备、管网的冲击。济西供水系统采用微阻缓闭逆止阀，阀板需在足够大的水压下才能关闭严密，回水发生时阀板两侧水压力差不足以将

阀关闭。我们不可能为此采用发生回水时能够立即关闭阀板的普通逆止阀，它会增大水锤危害，因此这一因素在大型供水系统普遍存在。

5． 回水问题的解决

通过上面的分析认为：在管网供水压力一定的情况下，只要合理设置变频器最低输出频率就能杜绝回水发生。为此我们要做以下几项工作：

确定管网供水压力。首先根据济西站场地势状况和设备位置情况选定三个供水不利点作为水压控制点：管网北部最末端的生活区居民楼4楼、机务段锅炉房、管网南部最远端车辆段T 201005号消防栓，通过调节管网泵房处供水压力，对3个控制点进行压力测定，确定最佳供水压力。

《给排水设计手册》及用户对控制点的最低水压要求 ：锅炉房>0．20 MPa 居民楼普通水龙头>O．02 MPa消防栓>10 nl充实水柱(19 mm水枪口)流量>4．5 L／S。可以看出：供水压力0．22 MPa时，锅炉房水压力为0．18 MPa低于要求的0．20 MPa最低水压，不能满足水压要求；供水压力0．24 MPa时，锅炉房水压为0．20 MPa，可满足水压要求，这一压力下没有富余水头，根据实际情况，选定供水压力为0．26MPa。

选定管网供水压力0．26 MPa，对系统进行测定，电动机在电源频率27 Hz以下运转时水泵基本不扬水，为电动机相对平滑启动，降低对设备、电网的冲击，选最低输出频率为30 Hz。

调整微阻缓闭逆止阀参数。由于恒压供水系统内水压稳定，产生水锤压力较小，通过调整微阻缓闭逆止阀活塞螺杆，减小活塞行程，同时调小活塞运动阻力，提高逆止阀的灵敏性，使阀板在回水时能较快关闭。经调整设备参数、运行一段时间后系统未发现回水现象。

6． 结束语

水泵采用变频调速技术是我国节能的一项重点推广技术。实践证明，该技术能提高设备效率优化生产工艺。因为影响系统运行的动水位等因素经常发生变化，必须加强日常监测，及时根据运行条件变化调整设备参数，防止回水发生。

煤矿机电设备变频技术的合理应用 第6篇

【关键词】煤矿机电设备；变频技术应用

机电设备是煤矿生产不可或缺的重要组成部分，随着我国煤矿生产技术的不断发展进步，井下生产设备机械化水平越来越高的背景下，为了确保生产的安全和经济效益的提升，变频技术在井下机电设备中的应用越来越广泛。下面就对煤矿机电设备变频技术的合理应用展开深入探讨。

1、变频技术的概念及作用

变频就是改变供电频率，变频技术的核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，如将50Hz的固定电网频改为30～130Hz的变化频率。同时，还能使电源电压的适应范围达到142～270V，从而解决了由于电网电压不稳定等原因而对用电设备产生不良影响的难题。通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。

目前，变频技术的应用已越来越广泛，通过变频器进行变频可以实现如下目的：①调速。普通的三相异步电动机，加装变频后可以实现调速功能。即任意地改变电动机的转速；②节能。变频器调速比传统的电磁调速可以节电25%～80%。当然，具体的切能效率如何会因具体用电设备的不同而有所差异；③软启动。硬启动可能会对机电设备产生一定的危害，而采用变频技术，能最大限度地对减少启动对机电设备的危害。

2、变频技术在煤矿机电设备上的合理应用

变频技术能够有效提高煤矿机电设备的运行效率，所以在煤矿机电设备上应用十分广泛，已成为煤矿井下生产中的重要的设备。变频技术在煤矿机电设备上的应用主要有：

2.1变频技术在通风机中的应用

煤矿生产主要设备中主通风机具有重要的地位。作为矿井主要通风设备，运转时间长，被称为是煤矿的“呼吸系统”。随着开采和挖掘不断深入，井下的风压不断增加，通风机需要的功率也在不断增大。但通风机功率常常会成为限制井下开采效益的重要问题。通风机设备采用变频调速，可以根据巷道的风量需求情况进行调速，避免了电能消耗，应用效果十分显著。由于通风机通过变频器的改造之后还能实现变频软启动，能有效防止了启动电流冲击，这既能避免对电网设备的冲击，又能随意启停。在大部分时间里面，通风机都是在较低的速度下面运行，所以大大降低了通风机工作强度，能使得通风机的使用寿命得到延长，避免不必要的维修。

2.2变频技术在皮带机中的应用

皮带输送机是煤矿用的最多的运输设备。它一般采用交流电动机工频拖动的方式，通过液力耦合器传动，因此存在着传动效率低、启动电流冲击大等缺点，使皮带和液力耦合器磨损严重，因此维护及维修成本比较高。而利用变频器的软启动功能，就可以实现皮带输送机系统的软启动，就能减少皮带在启动过程中产生的张力，减少对皮带的伤害。也可以根据输送量的大小实时调整运输的速度，从而达到节约能源的目的。变频器完善的保护功能包括过压保护、过流保护、欠压保护、短路保护、过载保护等，并可与皮带输送机的综合保护装置如烟雾保护、打滑保护、跑偏保护、煤位保护、瓦斯保护、纵向撕裂保护、急停保护等对接，并完成各项安全保护性能。尤其在下运式皮带输送的使用中，可进行发电制动回馈电网，节能效果更加明显。

2.3变频技术在采煤机中的应用

采煤机具有频繁的启停、调速要求，对于变频器而言，就要求可以进行四象限工作。整流电路借助于四象限变频器调整全波整流桥为可控整流桥（主要构成为智能功率模块），在电机介于具体的电动状态之下的时候，四象限变频器和两象限变频器在具体的工作之上，没有任何的差异，在电机表现为发电状态的时候，原本四象限变频器里面的逆变电路就会演变为整流电路进行具体的工作，原本的整流电路就会以逆变电路的具体形式开始工作，这样的话，有利于由电机生产的电量被很好的反馈给电网。

目前，采煤机的实际变频调速系统，在有效达到额定转速之下，针对恒定转矩予以调速，针对额定转速之上，就恒定功率进行的调速来说，还要针对两台变频器进行转矩平衡以及实施主从控制。

在采煤机中合理运用四象限变频器调速，采煤机可以在较大的范围之内对倾角工作面予以调节，能够将牵引速度维持在一个基本不变的水平，机器也不会出现下滑跑车这种具体的现象，且易于操作，结构总的来说也不是很复杂。

3、煤矿机电设备应用变频技术中还应注意的问题

3.1变频技术应用要结合机电设备的实际使用条件

变频器虽然具有节能、可靠、安全、高效等很多优势，但也存在高次谐波、噪声和振动大、容易发热、价格相对昂贵等问题，在具体应用于机电设备中时要结合实际运行状况选择，是否有必要采用变频控制，以及变频器的工作电压、容量、频率限制、加减速时间等技术参数。

3.2合理进行负载匹配

根据负载特性的不同是选择变频器类型和电动机的前提，比如：一般恒转矩负载应选择具有恒定转矩特性、而且启动和制动转矩都比较大、过载时间和过载能力大的变频器； 风机泵类负载重点要求经济性和可靠性，应选择具有控制模式的变频器；恒功率负载要求输出为定值控制，变频器需要专门设计。

3.3正确安装和使用

变频器对安装质量要求较高。一般变频器使用温度范围为-10℃ ～50℃；海拔高度应小于1000m，超过此规定应降容使用；不能安装在经常发生振動的地点，否则应采用防震措施；不能安装在电磁干扰源附近；不能安装在有灰尘、潮湿、腐蚀性气体等空气污染的环境；变频器要通风畅通，确保控制柜有足够的冷却风量；变频器与弱电控制设备分开布置；使用中还要注意限制最低转速，并尽量避免频繁操作等等。

结语

变频技术应用于煤矿机电设备上是采矿技术发展的必然结果，更是机电设备性能优化的必然选择。目前，深入研究变频技术在煤矿机电设备中的合理应用，以切实提升设备的应用效率值得重视，这不仅可以促进变频技术的发展，还能为进一步推动煤矿机电设备改进奠定必须的技术基础。

参考文献

[1]王践伟.《浅析变频技术在煤矿机电设备中的应用》[J].山东煤炭科技，2012（5）

[2]张志强.《变频技术在煤矿机电设备更新改造中的应用探析》[J].内蒙古煤炭经济，2012（11）

变频给水系统的设计与管理 第7篇

关键词：给水泵房,变频调速,设计,管理

在市政给水系统中, 泵房的电费通常是水厂日常运行费用的重要组成部分。通过水泵的合理配置和调节, 有效降低送水泵房的电费是一直以来的追求目标。近几年, 随着变频器价格的下降, 水泵变频调速系统由于具有节能、调节方便、可实现自动控制等优点, 在市政给水系统中得到广泛应用。但是, 通过变频调节出水的流量和压力与传统的关阀调节方式存在诸多的不同之处。因此, 在变频调速系统的设计中, 应对水泵的流量选择、变频泵台数及变频泵的性能特性等方面进行充分论证和比选, 根据水泵的合理变频范围、允许的汽蚀余量及与定频泵组合运行时的工况点变化等情况对水泵进行合理调节, 以实现供水的高效和节能。

1 变频给水系统设计方案比选

某10万m3/d水厂的送水泵房, 设计最大送水能力为6 250 m3/h, 要求最大水量时的水泵扬程为40 m, 泵房内共设5台泵, 在工程设计阶段提出2个方案进行比选。

1) 方案一:设大小泵搭配。考虑设3台大泵、2台小泵, 其中小泵的流量按大泵流量的一半选取[1]。最终选择大泵流量为2 100 m3/h, 扬程为40 m, 水泵功率为315 k W;小泵流量为1 050 m3/h, 扬程为40 m, 水泵功率为160 k W。最大水量时开2台大泵、2台小泵, 备用1台大泵。

2) 方案二:采用5台同型号水泵。设计水泵流量为1 570 m3/h, 扬程为40 m, 水泵功率为220 k W, 最大水量时开4台水泵, 备用1台水泵。

1.1 总装机容量的比较

比较2种配泵方案, 方案一的总装机容量要大于方案二。采用大小泵搭配的方案一, 且小泵流量按大泵流量的一半选取时, 所需配备的大泵流量约为最大流量的1/3;而采用同型号水泵方案二时, 所需水泵的流量为最大流量的1/4。由于市政给水泵房中的备用水泵通常采用大泵备用[2]。因此, 在所需要的运行水泵总功率一定的情况下, 方案一的总装机容量通常会大于方案二。同时, 采用大小搭配的方式需要配备2种水泵、电机和相应的配件, 因此, 不论从工程投资还是水泵日常维护的角度分析, 采用方案二都优于方案一。

1.2 水泵效率的比较

方案一采用2台大泵同步变频时的水泵性能曲线和拟合的管网特性曲线见图1。图中, 曲线1、2、3分别为小泵、大泵工频时的性能特性曲线和管网特性曲线。曲线4、5分别是2大泵1小泵、2大泵2小泵工频并联时的性能曲线。对泵房内水泵的运行工况进行分析可知, 当2大泵、2小泵并联运行, 供水量由A点逐步减小时, 需要将变频水泵的变频系数逐步减小, 直至供水量到达B点。此时, 变频水泵的变频系数达到最小, 当供水量小于B点水量, 则关闭1台小泵, 变为2大泵、1小泵工频运行的状态。因此, 由图中可以看出, 当2大泵、1小泵运行时, B点是水泵变频调速的极限点。在本工程中, 供水量到达B点时, 2台小泵运行工况点为C点, 2台大泵则通过变频调节运行在D点。当通过变频调节供水量到达B点时, 2台大泵变频后的性能曲线如曲线6所示。变频后的水泵并联曲线和大泵的理论等效率曲线如曲线7、8所示。曲线8与大泵的特性曲线2相交于E点。则水泵的变频系数N可按式 (1) 计算。

式中:QD为D点的水泵流量, m3·h-1;QE为E点的水泵流量, m3·h-1。

方案二采用2台水泵同步变频时的水泵性能曲线和拟合的管网特性曲线见图2。图中, 曲线1、2、3、4分别为1台泵、2台泵、3台泵、4台泵的工频状态下的并联性能特性曲线。曲线5为管网特性曲线。同理可知, 当4台泵并联运行, 供水量由A点减小至B点时, 变频水泵的变频系数达到最小, 此时, 2台变频泵性能曲线变化为曲线6, 变频后的水泵并联曲线如曲线7。工频泵和变频泵运行工况点分别为C点和D点。水泵的理论等效率曲线如曲线8所示。曲线8与水泵变频后的特性曲线6和工频时的特性曲线2分别相交于D点和E点, 则水泵的变频系数N同样可按式 (1) 计算。

本工程中方案一和方案二不同运行工况下的极限变频系数、极限状态下的变频泵流量、扬程、效率计算结果见表1。其中, 工况1、3、5分别为方案一2大泵、2小泵并联, 2大泵、1小泵并联, 2大泵并联和1大泵1小泵并联运行时变频的极限点, 工况2、4、6则分别为方案二4台泵、3台泵、2台泵并联运行时变频的极限点。

由表1可看出, 方案一和方案二变频水泵所需的最小变频系数仅为0.8左右, 且水泵效率基本都能保持在80%以上的较高效率下运行, 因此, 2个方案在水泵效率和变频系数上总体差别不大。但是, 由于方案一可以通过开、停小泵使得水量的调节更为方便, 更有利于水泵保持在高效率状态下运行, 在水量调节和保持水泵效率上, 方案一略有优势。

1.3 变频泵选择的比较

方案一在变频泵的选择上, 有1台大泵变频、1台大泵、1台小泵同步变频和2台大泵同步变频3个方案可供选择。其中2台大泵同步变频方案的运行工况列于表1中, 1台大泵变频和1台大泵、1台小泵同步变频2个方案的运行工况见表2。

由表1和表2的数据可以看出, 采用1台大泵变频、2台大泵变频和1大1小变频都可满足水量连续调节的要求, 但同等条件下的变频系数和水泵效率略有差异。同等调节幅度时, 水泵变频系数和水泵效率依次为1台大泵变频<1大1小变频<2台大泵变频。尤其是在较为常见的工况一条件下, 仅设1台大泵变频效率远低于其他方案。同时, 考虑到如果设1台变频水泵, 则变频泵故障时会给水厂的正常运行带来较大的冲击。因此, 不推荐仅设1台大泵变频的方案。而1大泵、1小泵变频方案只有当水量小于1台小泵工频流量时, 由于可以采用小泵单独变频运行, 才具有一定的优势。考虑到在实际选泵时, 由于大泵和小泵的性能曲线通常存在差异, 高效率范围也存在较大的差别, 因此, 采用1大1小同步变频容易导致水泵偏离高效区, 并且增加了水泵控制的复杂程度, 因此, 选择2台大泵变频是大小泵搭配供水系统较好的选择。

而对于同型号泵并联供水的方案二, 如果泵房内仅设1台变频调速水泵, 则理论上必须使这台变频水泵水量在0%~100%之间进行调节才能保证泵房供水量的连续调节, 这显然是不现实的[3]。在这种情况下, 必须在运行中辅以关阀门等手段方能保证水量的连续调节, 必然造成大量能量的浪费。而若采用2台泵同步变频[4], 则基本可以满足运行中连续调节的需要。因此, 也推荐采用2台水泵同步变频的设计方案。

1.4 方案比选的结论

根据上述方案比选的结果, 当采用2台水泵同步变频时, 无论采用大小泵搭配的方案一还是同型号水泵并联的方案二, 均可以通过调节变频泵实现水量的连续变化, 且2个方案水泵效率并没有明显的差异。而采用大小泵搭配的方案一不仅总装机容量偏大, 需要备用2种水泵和电机, 增加了投资, 而且在本工程中, 大泵的电机容量较大, 通常需要采用高压电机, 而小泵采用低压电机, 从而带来运行管理的麻烦和变配电系统的复杂化。因此, 经多方讨论后最终决定采用同型号水泵的方案二。

2 变频给水系统运行管理中应注意的问题

2.1 水泵的采购

变频给水系统水量的调节主要通过变频泵的变频调节, 因此, 在变频水泵的采购中, 应对水泵的高效区范围和气蚀余量等参数予以特别关注。以方案二为例, 当供水量由图2中的A点变化至B点时, 对于工频水泵, 其工况点将由F点变化至C点, 而对于变频水泵, 其对应的工况点由F点变化至E点 (为D点的等效率工况点) 。因此, 在水泵采购中, 应尽量选择在C至E之间均具有较高的效率, 满足气蚀余量要求和最大轴功率要求的水泵。

对于上述水厂, 经过设计人员和管理人员的充分沟通, 最终确定在水泵招标中明确提出水泵在35~45 m的扬程范围内效率≥80%, 气蚀余量≤6 m的要求, 取得较好的效果。

2.2 运行方式的选择

以上述水厂为例, 根据现场管理人员反映, 当变频泵变频系数调整到80%以下时会出现变频泵流量大幅降低的情况, 继续调节至75%左右时已完全不能出水。现场调查发现, 由于管理人员担心变频水泵发生故障, 运行时采用仅开启1台变频泵, 另1台变频泵备用, 不足的部分开启工频泵运行的方式。根据理论计算, 仅开启1台变频泵时, 当变频系数调整到80%时, 水泵的最高扬程已从60 m降低至38.4 m (最高扬程对应的水泵流量为0) , 此时, 由于出水压力仍然保持在35 m, 其对应的运行工况点已大幅偏离其高效区范围, 必然导致流量的大幅度降低, 当进一步降低变频系数时, 变频泵完全不能出水也在情理之中。

若开启2台变频泵, 采用2台变频泵同步变频的运行方式, 根据表1的计算结果, 出厂流量在5 536 m3/h~6 280 m3/h变化时, 变频泵仅需要在89%~100%之间变频即可。此时, 水泵仍可保持在高效的运行区间, 当流量进一步降低时, 可关闭1台工频水泵再进行变频调节, 完全满足流量控制的要求。上述水厂经过调整运行方式后, 圆满地解决了问题。

2.3 运行工况点的控制

对于变频给水系统, 由于对供水的调节以变频调节完全取代关阀调节, 在运行过程中, 若不注意对水泵运行工况点的控制, 很容易导致水泵发生气蚀甚至过载等问题, 尤其在调定结合的系统中, 这个问题更为突出。

以上述送水泵房为例, 当供水量由图2中的A点变化至B点时, 工频水泵工况点将由F点变化至C点, 变频水泵工况点将由F点变化至E点。在流量调节的过程中, 工频水泵将沿着水泵特性曲线向流量增大的方向移动, 而变频泵将沿着水泵特性曲线向扬程升高的方向移动。对于大部分离心泵来说, 当流量增大时, 将导致轴功率的上升和气蚀余量的增大, 而对于某些混流泵, 扬程升高则导致轴功率的升高, 从而对水泵的正常运行产生危害。因此, 除了在水泵的选购时尽量选择可以满足全部工况的水泵外, 在实际运行管理中, 也应该对水泵的运行工况点加以控制, 避免超出合理的范围。

3 结语

1) 当采用大、小泵搭配方案需要跨越高、低压2种电压等级或者采用大、小泵搭配存在一些实际困难时, 采用同型号水泵将是较好的选择。

2) 对于水厂的送水泵房, 综合考虑造价和备用等因素, 采用2台水泵同步变频是较为合理的方案。

3) 在实际的采购和管理中, 应注意选择在水泵全部可运行区间内保持高效、能够满足气蚀余量和轴功率要求的水泵, 采用至少2台水泵同步变频的运行方式。

参考文献

[1]王新法, 柏璐.变频调速给水系统中水泵的较好配置形式[J].中国给水排水, 1996, 12 (6) :37-39.

[2]上海市建设和交通委员会.GB 50013—2006室外给水设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2006.

[3]涂岱昕, 李建兴, 胡振杰.空调变水量系统水泵变频的相关问题[J].流体机械, 2007, 35 (1) :49-52.

矿山机电设备变频控制技术研究 第8篇

变频控制技术在矿山机电设备中具有明显优势, 不论是在地面作业, 还是在井下施工, 都发挥了积极的控制作用。矿山机电设备中的变频控制技术体现出重要价值意义, 既改善了矿山作业的设备环境, 又加强了设备作业的控制力度, 表明变频控制技术的实践性。中国矿山行业非常重视变频控制技术的应用, 以此来完善机电设备运行, 为矿山作业提供优质控制条件, 提高作业环境安全度。

1 分析矿山机电设备的变频控制技术

矿山作业中的机电设备, 在能源消耗方面占据较大比重, 主要是矿山作业的各个环节均体现出机电设备的应用。目前, 中国提倡节能降耗, 矿山行业重点考虑了机电设备运行问题, 采用变频控制方式优化矿山机电设备环境。着重分析矿山机电设备环境下, 变频控制技术的原理和发展。

1.1 变频控制技术的原理

变频控制技术具有综合的特点, 包含诸多现代技术的优势, 如微机、传动等, 同时还表现出一体化和自动化的能力[1]。变频控制技术应用原理非常复杂, 其在矿山机电设备中, 借助控制元件, 提供准确通断作用, 明确转变机电设备所需工频频率, 进而促进交流、直流之间互换利用, 具有调节、节能优势。如果矿山机电设备采用同种电源工作, 由于设备与电源不匹配, 在很大程度上形成了浪费, 无法根据机电设备运行需求提供到位的工频频率。所以, 变频控制技术改进机电设备供电方式, 不仅能实现可控制的速度变化, 而且具有明显自动化优势, 从而提高矿山机电设备作业效率, 发挥变频控制技术的优势。

1.2 变频控制技术的发展

变频控制技术发展一直处于积极状态, 最主要的是核心功率器件的发展。变频控制技术在一系列发展中, 表现出智能化优势, 逐渐实现直接控制, 体现变频控制的效率。近几年, 设计者将神经网络、智能控制等思想引入到变频控制技术中, 拓宽变频控制在矿山机电设备中的应用范围, 推进变频控制开发效率, 促使其向系统化发展, 实现多功能综合表现。变频控制技术在后期发展中, 可通过改善内部编程, 提高通信传输能力, 还可保障各项参数准确识别, 不会产生变频失控情况, 有助于矿山机电设备安全、稳定作业。

2 变频控制技术在矿山机电设备中的应用

变频控制技术在矿山机电设备中的应用优势非常明显, 例举比较常用的机电设备, 分析变频控制技术的应用。

2.1 提升机

提升机是矿山作业中的重要设备, 主要负责矿井内运送业务, 如材料运输、人员输送等。提升机在矿山作业中, 通过金属接入方式控制转子, 调速时采用接触器, 此类调速方式的缺陷较为明显, 无法排掉淤积热量, 导致调速控制缺乏准确度, 所以矿山作业将变频控制技术引入到提升机内[2]。变频控制技术通过程序指令控制提升机动作, 具有电控优势, 且程序中逻辑关系较为准确, 有利于提升机的转换控制。变频控制技术可以保障提升机安全运行, 在平稳环境中实现加速、减速, 确保提升机可靠性。变频控制技术在提升机中体现出了明显应用优势, 如:

a) 利用变频控制技术代替继电器, 继电器数量减少后, 能在很大程度上降低故障发生率;

b) 变频控制技术在编程约束下, 具有可拓展能力, 其在提升机内发挥融合特性, 通过修改程序实现系统控制, 最终达到准确控制状态;

c) 提升机运行系统内磨损、冲击等危害得到明显控制, 保障提升机使用时间。

2.2 通风机

通风机主要负责矿山井下作业的通风, 同时还起到除尘作用, 维护井下作业环境安全。通风机属于矿山作业中与安全相关的设备, 中国矿山事业非常注重通风机应用, 尤其是风机功率, 以免影响矿山作业安全性。变频控制技术在通风机中, 目的是风量的根本调节, 为矿山工程井下作业提供足量O2, 不仅实现了风量控制, 而且具备节能优势[3]。例如:山东省唐阳煤矿企业采用变频控制的通风机, 为井下作业人员提供24 h连续服务, 保障作业人员安全。基于变频控制的通风机有效节约电能资源, 与传统通风机相比, 具有良好节能能力, 因为其在煤矿作业中, 能根据井下需求变换风量, 即使进行24 h持续供O2, 也能调节风机功率, 促使其达到匹配状态, 不会产生多余或过高负荷, 在通风机中发挥安全控制作用。变频控制技术在矿山通风机中效益较高, 逐渐用在更多通风设备中, 满足通风设备运行要求, 同时提供控制性服务, 体现变频控制技术的科学性。

2.3 皮带机

皮带机在矿山机电设备中消耗功率最大, 且其功率要远大于提升机。皮带机的动力装置是电机, 电机在绕线过程中完成工频启停, 进而将功率输送到皮带机设备中, 完成资源运输。皮带机工作时依靠大量摩擦驱动, 所以其在承受压力变形的过程中消耗了大量功率。因为皮带机运行过程中, 受到不同因素干扰, 伴随一定破坏性, 例如:当供电电压发生明显波动时, 电机表面会积累过多热量, 热量催动皮带机老化, 促使皮带机面临韧性要求, 所以皮带机需通过变频控制技术, 按照负载变化, 优化电机工频, 改善电机恒定运行情况, 利用变频方式满足皮带机负荷需求。变频控制技术可为皮带机提供恰当功率, 既不会产生功率负载, 也不会出现功率不足, 具有实践性特点。皮带机对变频控制技术的应用, 实现了节能安全的运送, 着实提高设备运行能力, 在变频控制技术带动下, 矿山机电设备表现出高质量运行性能。

2.4 绞车系统

矿山机电设备中的绞车系统主要是在电控作用下完成作业。以陕西省白水煤矿中绞车系统实际作业为例, 分析变频控制技术的应用。该矿山中绞车运行时, 表现出的数据为:电源电压=660 V;电流频率=55 Hz;0 W≤输出P≤50 W (P为电源功率) , 电压变化幅度需控制在10%~15%之间, 由此才能满足绞车电控基本需求。变频控制技术在该矿山绞车系统中, 实现准确频率控制, 避免频率过高干扰绞车安全运行[4]。变频控制技术的应用有利于电控系统智能化发展, 快速控制绞车中运行构件, 构建出灵敏度较高的绞车系统, 而且变频控制技术提供双线模式的条件, 即使绞车系统发生过快运行, 电控部分也能全面保护绞车安全。目前, 在变频控制技术干预下, 绞车电控实现信号控制, 利用声光信号保护绞车运行, 体现出闭锁保护原理, 同时利用直观方式反映绞车电控效益。

3 矿山机电设备变频控制技术的优势

矿山机电设备中变频控制技术的应用, 明显改善矿山作业环境, 在优化作业环境的同时, 保障矿山作业人员人身安全。由此可见, 变频控制技术具有明显优势, 结合变频控制技术在矿山设备中的应用, 汇总并分析技术优势。

3.1 强化机电设备的安全性能

变频控制技术为机电设备提供科学运行方式, 严格防止设备过载出现安全问题, 优化变频控制技术应用环境, 强化设备安全性能[5]。变频控制技术不仅可以确保机电设备安全运行, 还能提高矿山作业控制能力, 在自动化与智能化过程中, 合理安排运行设备, 保障其处于变频控制状态下, 杜绝机电设备运行中的安全事故。

3.2 完善机电设备的系统运行

矿山作业中的机电设备处于整体状态, 而变频控制技术应用为机电设备提供整体运行的条件, 保障机电设备高效运行, 利用系统综合方式, 完善机电设备基础运行, 排除外界因素冲击干扰。

4 结语

中国矿山事业发展规模越来越大, 在机电设备上存有很大技术需求, 而变频控制技术属于机电作业中的核心部分, 利用其安全可靠的优势, 严格控制机电设备矿山作业, 准确管理矿山作业机电设备的运行速度和调节, 既可以降低矿山机电设备中的能源消耗, 又可以提高矿山作业水平, 推进矿山机电设备创新发展。由此可见, 变频控制技术在矿山机电设备作业中具有明显经济效益, 能提升矿山作业水平。

摘要：变频控制技术是矿山机电设备中的基础技术, 改善机电设备运行现状, 同时提供准确控制能力。变频控制技术能提高矿山机电设备的安全度。通过对变频控制技术进行研究, 分析其在矿山机电设备中的应用。

关键词：矿山作业,机电设备,变频控制技术

参考文献

[1]杜威.矿山机电设备变频控制技术[J].科技传播, 2011 (7) :45-47.

[2]刘平原.矿山机电设备变频控制技术分析[J].科技传播, 2012 (14) :25-27.

[3]代会胜.变频控制技术在煤矿空压机上的应用[J].煤炭技术, 2011 (7) :23-25.

[4]赵志宏.煤矿机电设备变频控制技术[J].中国新技术新产品, 2012 (14) :12-14.

煤矿机电设备变频调控技术的应用 第9篇

1 变频调控技术应用的原理

变频调控技术是指:计算机技术、大功率输出技术、自动化控制技术和电子技术等综合的应用, 并会随着这些技术的不断发展而更加的完善。变频调控技术应用的原理同时也涉及到了电机转动和微机技术, 且集合了这些技术的特点, 因此变频调控技术应用的原理不能单独的探讨调控技术。变频调控技术是属于强弱电的混合及机电一体化的综合性技术, 变频调控技术是根据电力半导体的技术, 控制工频电源中产生的频率进行转换的装置, 其工作原理, 主要利用了整流桥对工频电流中产生直流电压和交流电压之间进行转换, 进而使交流电机在驱动电源经过逆变器的时候, 实现频率和电压双向的调节。所以, 变频控制技术可以说是不具有附加的转差损耗高效率的调速方式。

2 变频调控技术在煤矿机电设备中的应用

2.1 煤矿通风设备的变频控制技术

煤矿通风机作为煤矿井下通风、除尘系统的一个重要设备, 其主要的作用是为井下作业人员输送氧气, 排除有害粉尘气体, 确保煤矿作业人员的生命安全。可以说煤矿通风机是保证煤矿企业生产安全的重要技术装备之一, 也是煤矿通风系统的重要组成部分, 在煤矿企业的生产、加工中有着极其重要的意义。尤其是主扇风机作为通风机重要组成部分, 其在井下始终是24 h无间断工作, 为井下作业人员提供了生存所必须的氧气。变频控制技术在通风机中的应用, 不仅实现了通风机风量的随时调节, 满足氧气输送的根本需求, 也节约了大量的电费, 做到了节能减排, 降低企业的成本。变频控制技术被越来越多的应用于煤矿通风设备。

2.2 变频调控技术在煤矿提升机中的应用

煤矿企业中的矿井提升机主要作用是进行相关物料及工作人员的输送, 是煤矿生产运作中的重要设备。对于提升机的更新调控, 传统方法主要是使用电动机在转子电路中接上相应的金属电阻, 再用控制器或者是接触器将电阻阻断来实现最终调速, 这些主要的控制装置不足之处是电阻能耗高以及散热问题比较棘手。使用电阻装置调速属于有机调速, 整体的调速范围比较小, 精度比较低, 最重要的是安全性能比较差, 在进行减速的过程中需要进行制动电流的投切或者是低频率电源的投切, 这样容易造成设备不必要的损害, 还会产生过多的电耗。变频控制技术在提升机中的运用能够在很大程度上降低不必要的能耗, 提高安全性能和精度, 最重要的是能够从根本上解决电阻调控中存在的很多问题, 实现无级状态下的平稳调速, 提升整个系统的安全性能, 节约电能消耗, 减少维修成本。

2.3 变频调控技术在煤矿皮带机中的应用

皮带机的工作原理和提升机在很大程度上是相同的, 二者最主要的不同点就是提升机在进行井下作业的过程中功率明显大于皮带机。皮带机的启动和运行方式为:绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行, 再经过液力耦合器进行切换, 进而切换到皮带机。我国多数煤矿中使用的是液力耦合器来实现皮带机的软启动, 这种情况下在启动时就要调整液力耦合器的整体效率, 将整体的机械效率调整为0, 这主要是为了能够使电机进行空载启动。使用转子串接电阻, 能够改善启动过程中的转矩和降压实现空载, 但电机在启动过程中电流相对比较大, 这样会引起电网和电压的剧烈变动, 甚至会造成电气机械内部不必要冲击和发热等严重现象。使用液力耦合器进行启动的过程中, 因为启动时间很短, 加上加载的合力比较大, 就容易引起皮带的断裂和老化, 因此对皮带的要求非常高。

2.4 电控绞车系统的变频控制技术

传统的斜井绞车控制系统, 其普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统, 电阻的投切用继电器交流接触器控制。而这种控制系统, 由于调速过程中交流接触器的动作过于频繁, 设备运行的时间也较长, 交流接触器主触头极易发生氧化, 进而引发设备故障。对提升机速度控制性能也较差, 经常会造成停车位置不准确的问题发生。而变频调控技术在电控绞车系统中的应用, 其可将电压波动普遍控制在-15%~+10%之间, 频率波动允许范围为±2.5%, 输入电源则定位660 V、50 Hz, 输出功率为200 k W、频率为0~50 Hz并具有连续的可调性。可以说变频控制技术在电控绞车系统中的应用, 在一定程度上, 增加了电控绞车系统的过载能力, 使其额定负载在-120%~+120%区间内可以充分满足运行要求。提升了自动转矩的低频运转能力, 确保了其自身的额定转矩, 增加了对元件过热与欠压等的保护。 (下转第80页)

2.5 PLC在数控系统中的应用

随着我国工业技术的发展, 数控技术已经成为工业生产中一种不可缺少的技术, 而数控技术的实现与PLC应用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有3种, 即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在工业生产中, 数控系统主要用于机械加工, 其中点位控制一般用于孔加工机床, 如钻孔机床、镗孔机床等, 为了在加工过程中实现由一个位置向另一个位置的精确移动, 一般来说并不考虑加工物体的运动轨迹, 移动过程中一般不进行加工。目前, 数控系统的实现主要有2种方式, 即全功能数控装置和单板机控制, 这2种控制系统都应用了PLC, 只不过在功能和应用范围上有很大的区别。全功能数控装置的功能非常完善, 但是价格非常昂贵, 对于一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为了满足一般企业的发展需要, 市场上出现了基于PLC的单板机数据系统, 为了解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题, 不仅能根据生产需要调整机床功能, 还能根据技术进步对机床功能进行升级, 这一点满足了很多中小企业的发展需要, 增加了企业经营管理的灵活性。

3 结语

变频控制技术作为先进的科学技术手段, 其在煤矿机电设备中的应用, 不仅提高了煤矿机电设备的加工、生产效率, 降低了煤矿企业的加工、生产成本, 还在很大程度上进一步改变了煤矿企业的生产、加工环境, 改变了传统的机械作业手段。因此, 加强变频控制技术在煤矿机电设备中的应用, 已成为衡量一个煤矿企业现代化水平的重要手段, 也成为促进煤矿企业可持续发展的重要保证。

参考文献

[1]潘美君.PLC和变频器在桥式起重机的运用[J].自动化应用, 2010 (3) .

变频在纺织设备改造中的应用 第10篇

交流变频器调速技术的优点:交流变频调速技术近20年来在一些先进的国家得到迅速的普及和推广, 并在电子拖动中逐步占据主导地位, 形成了电力电子学理论。电力电子学就是使用电子半导体元件进行电力变频和控制的技术。

交流变频器传动具有以下特点:

1、可以使异步电动机实现无极调速;

2、启动电流小, 减少电源设备容量;

3、启动平滑, 消除机械的冲击力, 保护机械设备;

4、对电机具有保护功能, 降低电机的维修费用;

5、具有显著的节电效果。

由于交流变频器调速传动技术具有上述特点, 已开始取代直流调速装置, 成为现代电气传动的发展方向。在纺织设备的日常维修中, 有的纺织设备大多是陈旧的设备, 故障率高, 经常造成停台, 不时出现火警, 给生产效率和产品质量造成一定的损失。如果把变频技术运用到老设备的改造中, 情况将大部一样。以梳棉.粗纱两个工序的设备实施技术改造为例, 在变频技术改造过程中, 取消了电磁离合器, 两个接触器, 还有中间继电器和整流器等, 这些电气材料节约近一千元以上。它有效的保护了道夫电机, 道夫传动轮系统, 它使粗纱机实现了平滑启动和平滑停止, 从而解决了粗细节的产生。同时降低了故障率, 减少了维修费用。

粗纱机的变频技术改造, 也具有良好的性价比, 粗纱工序改造也可节约电抗器.接触器.时间继电器。电磁离合器等材料消耗。

交流变频技术在纺织设备中推广应用的必要性。纺织工艺流程中, 要求加工设备的电气传动稳定, 点动, 启动及升速都应平滑实现, 这样才能使纤纬的牵伸均匀, 降低重量不均。在纺织设备的传动中都是由齿轮和皮带来承担, 由于电动机启动硬度的原因, 在机械传动中, 齿轮越多造成齿轮损伤的几率越大, 应用交流变频技术就能很好解决平滑启动, 消除机械启动的冲击力, 实现无极调速, 满足生产工艺要求, 提高成纱质量。应用此技术在纺织品种变化的情况时, 不需要牙齿或者皮带轮。设备工艺转速的改变, 只需通过变频设定即可完成。

交流变频调速技术在梳棉及的应用。梳棉机老机在设计方面由于受到当时技术条件设备制造成本, 存在着一些缺陷。如A168D型梳棉机道夫传动系统中的电磁离合器, 由于故障较多, 经常造成停台, 有时出现火警, 给生产和产品造成损失。有些企业慢性轮电磁离合器被弃用, 这样在道夫慢转快的过程中产生线条, 棉网拉断的现象, 影响生条质量。有的企业为避免这种现象用不当的操作办法弥补以上设备缺陷。但要造成大量废条同样是不可取的。若A168D梳棉机为了使道夫达到升降速平滑, 在机械传动中采用交流变频调速从而实现了道夫升速的任意调节, 道夫工艺传动的任意可变的功能。对A186D老机进行交流变频调速改造不但提高了设备性能, 降低了故障停台, 还能提高生产效率和生条质量。

变频调速技术在粗纱机上的应用取代了防细节的装置, 粗纱机的筒管卷绕与前罗拉的转速, 在开停机时容易产生差异, 造成粗纱的张力过大与过小, 这里就容易形成粗纱的粗细节, 为了减少粗细节的产生, 在粗纱机的传动设计中有电抗器, 时间继电器和电磁离合器, 统称为防细节装置。电抗器的作用, 是在粗纱机启动时, 使主电机处于三相不平衡状态, 从而降低电机的启动力矩, 达到软启动的目的。时间继电器与电磁离合器, 则是在粗纱机停车时, 铁炮与筒管卷绕相脱离, 筒管停止卷绕, 而前罗拉仍以惯性继续输出粗纱, 使罗拉与锭翼之间的粗纱有一定的松驰程度, 防止粗纱再次开车时产生过度张力, 此种防细节装置在实际实用过程中存在严重的缺陷, 一是电抗器串在三相回路中的一相, 利用三相不平衡来降低电机的启动力矩, 当启动结束时, 利用时间继电器把电抗器短接, 使电机回到三相平衡状态, 造成电机过热而烧坏, 二是停车用的电磁离合器的离合时间长短, 是通过二个时间继电器配合调节来实现, 松弛程度掌握不好还有电磁离合器的故障也经常出现。本防细节装置, 生产中保持的很少, 此问题一直没有很好解决。

在许多纺织企业中, 老的纺织设备还在使用中, 由于纺织行业效益不是很好, 资金短缺, 但是可以根据企业状况, 逐步利用交流变频技术来改造旧纺织设备还是可行的。

近几年新型的纺织设备, 已逐步采取交流变频技术, 节约了人力物力, 维修时根据面板显示查找故障点, 能够准确找到故障, 缩短了维修时间, 为生产出好的产品创造了良好的条件。随着技术进步的不断发展, 产品技术含量的提高, 交流变频技术的不断成熟, 在纺织企业设备应用上会逐步推广使用交流变频调速技术。

摘要：本文主要介绍了交流变频器调速传动的优点和交流变频技术在旧的梳棉机、粗纱机上的技术改造、应用。

关键词：交流变频器,节能降耗,无极调速,产品质量

参考文献

变频给水设备论文 第11篇

【关键词】变频;煤矿机电;应用

1.变频技术的发展情况

随着电力电子技术和控制理论的进步，变频技术在理论和应用方面取得了较快的发展。在功率器件方面，经过了GTR、IGBT的更替，并进一步发展为智能功率模块（IPM）；在控制理论方面，压频比（U1/f）控制方式得到很大改进，矢量控制和转矩直接控制方式在實际变频器中广泛应用，模糊自优化控制、人工神经网络等控制方法成为新技术的研发方向；调速系统的集成度越来越高，从单片机开始，先后产生了数字信号处理器（DPS），精简指令集计算机（RISC），出现的高级专用集成电路（ASIC）；在功能方面，变频器的综合化越来越高，除了能完成基本的调速功能外，具有内置的可编程序、参数辨识及通信等功能。

2.变频调速原理

利用电力半导体器件的通断作用把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作“变频器”。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM（脉冲宽度调制）波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一。

3.交流四象限变频器在煤矿机电设备中的应用

采掘设备的大坡度工作环境，提升机、输送机、电铲等机电设备的频繁调速、起停，要求变频器能四象限工作。四象限变频器将整流电路由原来的全波整流桥改为由IPM（智能功率模块）构成的可控整流桥，当电机处于电动状态时，四象限变频器的控制与两象限变频器的工作是完全一样的，当电机处于发电状态时，四象限变频器中原来的逆变电路将作为整流电路工作，而原来的整流电路则作为逆变电路工作，达到将电机产生的电量回馈到电网的目的。

3.1在采煤机中的应用

目前，采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展到“一拖一”，我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术处于世界领先水平，国产电牵引采煤机行走功率最大2×110KW，变频器电压380V，能够实现额定转速下恒定转矩调速，额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。太原矿山机器集团生产的MGTY300/730-1.1D电牵引采煤机使用了回馈制动的四象限变频器，在开滦集团范各庄矿进行了应用，采区的倾角为12°～18°，局部达到25°～30°，从现场运行情况来看，四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内调节制动力矩，维持牵引速度基本不变，机器没有发生下滑跑车的现象，结构简单、控制灵活、操作方便、速度调节可靠。

3.2采煤机的控制

3.2.1采煤机的操作控制

采煤机启动和停机，借用动力电缆一根控制芯线，使采煤机的控制回路与磁力启动器先导回路相接，组成远地控制回路。采煤机送电后左截割电机和泵电机运行、牵引变压器得电输出400V交流电供给交流变频调速电控装置。经过顺槽磁力启动器延时5～7秒后，右截割电机运行。停机有五处：分别为左右端头站的总停、左右遥控器的总停、变频器箱盖板上的总停按钮1S2。在启动回路里串进了两截割电机和泵电机的温度接点。瓦斯接点接进PLC中与其它故障一起通过自保接点接进启动回路里。无论哪台电机的温度超限或瓦斯浓度超限，均可通过这些接点断开启动回路。从而切断采煤机的电源。

3.2.2运输机控制

按下1S3（安装在变频器腔盖板上），即可在采煤机上控制运输机的停机（只控制停机，不控制启动）。采煤机检修时运输机应闭锁。

3.2.3电磁阀控制

采煤机上所用的电磁阀全部为隔爆电磁阀。共有五个电磁阀，分别控制采煤机左、右摇臂的升降，控制牵引电机制动闸的松闸和抱闸。通过左右端头站和左右遥控器上的上行、下行或手动可实现左右摇臂的升降。通过PLC中的程序控制制动闸松闸或抱闸。左、右端头站，遥控器上的操作通过控制盒转换隔离之后，进入PLC。

3.2.4牵引控制

交流电牵引采煤机牵引机构由左、右牵引部和左、右行走箱组成，位于机身的左右两端，是采煤机行走的动力传动机构。左、右两个牵引部内各有一台用于采煤机牵引的交流牵引电动机，牵引电机的供电拖动由两台交流变频调速电控装置提供，通过变频器改变供电电压、频率，从而改变牵引电机的转速，即改变采煤机的牵引速度。两台变频器分为主、从变频器。主变频器设置为速度给定，从变频器设置为转矩给定。主变频器由PLC给出速度给定，从变频器以主变频器的转矩输出作为其转矩给定。即主变频器由速度和转矩环控制，从变频器仅由转矩环控制。从变频器跟随主变频器动作。

3.2.5单牵引

每个牵引部设有齿式离合器，当变频器或所驱动的牵引部出现故障时，左右变频器均可方便进行单牵引。

4.变频技术在矿山机电设备的应用展望

变频技术在矿山机电设备中应用越来越多，但应用还不普及，变频技术在我国矿山机电设备中还有很大的发展空间。

（1）推广面较广，矿山中大小机电设备种类繁多，能解决好变频器与这些设备的匹配问题，就能得到更广泛的推广。

（2）需求量很大，我国矿山基数大，在机电设备的改造中必然需要大量的变频器，会极大推动变频技术在矿山的发展。

（3）专业化可以加强，矿山有很多特殊工作环境，如井下工作等，需要具有特殊功能的专业变频器配置这些装备。

（4）多功能、网络化的更新。电子技术日新月异，矿山改造过程中对变频器的使用和控制也会呈现多功能的趋势，对变频器的控制也会成为矿山网络化管理中的一个重要环节。

【参考文献】

［１］李良仁.变频调速技术与应用[M].电子工业出版社，2004.

［２］韩安容.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

［３］刘介才.供配电技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

变频给水设备论文 第12篇

1 煤矿机电设备变频节能技术

1.1 变频技术

变频技术是指通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术, 变频技术一种无附加转差损耗的高效调速方式, 是应交流电机无级调速的需要而诞生的。因为变频技术是根据电机的负载变化来实现自身的功能变化, 这样不仅增加了电机的效率, 同时也减少了磨损。

1.2 变频节能技术的原理

在煤矿机电设备中, 机器的正常使用过程没有必要一直保持高度运转的状态。为了让机器可以保持足够的动力而又不会造成能源浪费的情况, 变频技术就在煤矿机电设备中开始运用起来。变频技术的基本原理是利用半导体元件把工频电流信号转换成其他频率, 然后把交流电转换为直流电, 再依靠逆变器控制和调节电压与电流, 让煤矿机电设备进入调速的过程。也就是说, 煤矿机电设备的变频是通过改变电流频率来控制电机转速, 实现机电设备的自动节能运转的。

2 煤矿机电设备中变频节能技术的应用分析

2.1 提升机中变频技术的应用

首先, 提升机在煤矿生产中具有非常重要的作用, 它是能够保障工作人员安全的机电设备, 在生产过程中的作用不言而喻。比如传统的把金属电阻用在电动机转子电路中, 虽然可以起到一定的调速作用, 然而, 真正的操作起来却有很多的问题存在, 尤其是安全问题。其次就是电能的大量消耗的问题。我们现在所使用的变频节能技术实现了数字信息化控制, 它是把四象限变频调速系统与变频防爆提升机协调运用, 提升机的远程控制能够用输出和输入接口控制, 这样做可以确保工作人员与物料的安全高效的输送。

2.2 皮带输送机中变频技术的应用

变频技术在皮带机方面的应用具有与提升机相同的原理。在皮带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中, 更大地发挥摩擦力的牵引作用, 通过摩擦力与张力变形带动物体在支撑辊轮上运动, 成功地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中, 采用液力耦合器来实现皮带机的软启动, 这往往容易导致皮带老化与断裂。采用变频技能技术主要是减少机电内的机械发热与冲击的情况, 降低电机启动时的电流波动, 使得皮带机的传送功能可以获得最大的发挥, 解决功率同步与平均问题。

2.3 煤矿采煤机中变频技术的应用

采煤机作为煤矿井下的主要综采设备, 常工作在比较恶劣的环境当中。其所处环境一般空气相对湿度较高, 粉尘较大。现在, 我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术处于世界领先水平, 国产电牵引采煤机行走功率最大2×ll Ok W, 变频器电压380V, 可以实现额定转速下恒定转矩调速, 额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。采用变频技术之后, 采煤机维持牵引速度基本不变, 机器没有发生下滑跑车的现象, 结构简单、操作方便、控制灵活、速度调节可靠。

2.4 流体负荷设备中变频技术的应用

变频节能技术在流体负荷设备中的应用主要体现在风机和泵所采用的变频调速。变频调速在矿区给水、给液用泵中应用灵活, 明显增加了工艺系统控制的灵活性, 降低了设备的机械冲击, 提高了产品质量。能够灵活的控制抽水泵的平滑起停、适时加减速, 保证了井下液位的恒定, 降低了泵频繁起停与空转时间带来的大量能耗, 机械设备的损耗也相应降低, 保证了生产的安全高效运行。而在风机中变频调速的应用越来越多, 同时出现了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。改造后的风机, 实际转速较改进前最低转速下降了很多。电机实际输出功率为改进前前导器半关闭时的1/3风压与风量, 更加适合矿井特性, 每年可节约大量的电费。

3 结束语

我国具有数量巨大的煤矿及其相关的机电设备, 在煤矿生产企业当中应用变频技术具有非常好的发展前景与非常大的潜力。在倡导节能化发展的今天, 利用变频技术来实现煤矿生产企业的节能是今后煤矿企业一定会采取的节能举措之一。

变频节能技术拥有着显著的节能减排效果与优秀的变频调节功能, 上述优势也增加了我国煤矿生产企业采用变频节能技术的动力。展望未来, 随着变频节能技术的成熟度越来越高、稳定性越来越好, 其应用领域与范围一定会进一步扩大。

参考文献

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[3]于淑珍.探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].黑龙江科技信息, 2013 (04) .