行業(yè)應(yīng)用
一、 礦用對(duì)旋風(fēng)機(jī)的原理
將一個(gè)葉輪裝在另一個(gè)葉輪的后面，而葉輪的轉(zhuǎn)向彼此相反，稱為對(duì)旋型軸流通風(fēng)機(jī)，或者對(duì)置式軸流風(fēng)機(jī)。煤礦所使用的對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)因其主要由該通風(fēng)機(jī)采用兩級(jí)葉輪對(duì)旋式結(jié)構(gòu)，兩級(jí)葉輪分別由容量及相同型號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，從進(jìn)風(fēng)口看，第一級(jí)葉輪順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，第二級(jí)葉輪則按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)空氣流入第一級(jí)葉輪獲得能量后并經(jīng)第二級(jí)葉輪排出，第二級(jí)葉輪兼?zhèn)淦胀ㄝS流風(fēng)機(jī)中靜葉的功能，在獲得正直圓周方向速度風(fēng)量的同時(shí)，增加氣流的能量，從而達(dá)到了高效率、高風(fēng)壓。
礦用對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)（俗稱主扇風(fēng)機(jī)）是煤礦“呼吸系統(tǒng)”的中樞，須 24小時(shí)不間斷運(yùn)行。一般每個(gè)礦井至少配備兩臺(tái)主通風(fēng)機(jī)，一用一備。由于煤礦企業(yè)復(fù)雜的生產(chǎn)條件和環(huán)境影響，在主扇風(fēng)機(jī)選型上根據(jù)煤礦反風(fēng)及開采后期運(yùn)行工況來設(shè)計(jì)選型，一般主通風(fēng)機(jī)及拖動(dòng)電機(jī)的功率，遠(yuǎn)大于煤礦正常生產(chǎn)所需的運(yùn)行功率，造成了大馬拉小車的普遍現(xiàn)象，耗能相當(dāng)嚴(yán)重。如何降低企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)效率是煤炭生產(chǎn)企業(yè)需要解決的主要問題。從主扇風(fēng)機(jī)選型的過程和煤炭生產(chǎn)的實(shí)際情況，主扇風(fēng)機(jī)在長(zhǎng)期恒速運(yùn)行中
存在以下問題：
1、電能的嚴(yán)重浪費(fèi)
主扇風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上余量大，一直處在較輕負(fù)載下運(yùn)行。由于采用檔板調(diào)節(jié)風(fēng)量，因此造成電能浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。2、啟動(dòng)困難，機(jī)械損傷嚴(yán)重
主扇風(fēng)機(jī)采用直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、啟動(dòng)電流大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。而高壓電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力，嚴(yán)重影響到電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的使用壽命。
3、自動(dòng)化程度低
主扇風(fēng)機(jī)依靠人工調(diào)節(jié)檔板，不具備風(fēng)量的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能，自動(dòng)化程度低。在故障狀態(tài)下（如，風(fēng)流短路），將對(duì)礦井正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重安全隱患。
三、普傳科技 660V 中壓變頻器的應(yīng)用
變頻調(diào)速器作為一種新型的電力變換裝置，已成熟地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，不但啟動(dòng)容易，節(jié)能效果顯著，而且對(duì)電機(jī)保護(hù)功能齊全。河南某煤礦，使用 4 臺(tái)（660V/160KW/8 極電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速 710RPM）風(fēng)機(jī)，兩個(gè)一組（1#2#；3#4#）組成兩個(gè)對(duì)旋風(fēng)機(jī)，一用一備，為礦井通風(fēng)。其中，1#和 3#風(fēng)機(jī)為小扇葉結(jié)構(gòu)做抽風(fēng)機(jī)、2#和 4#為大扇葉結(jié)構(gòu)做送風(fēng)機(jī)。我們使用普傳 PI9430 220F6（690V/220KW 風(fēng)機(jī)水泵型）變頻器 4 臺(tái)對(duì)該煤礦的對(duì)旋風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，變頻器采用端子運(yùn)行、外接電位器調(diào)速。具體調(diào)試情況，如下：
1#與 3#變頻器參數(shù)設(shè)置相同，使用了鍵盤上傳下載功能。
F0.13，加速時(shí)間 80 秒；
F0.14，減速時(shí)間 100 秒；
F3.00，啟動(dòng)方式 1，速度跟蹤再啟動(dòng)；
F3.01，追蹤方式 3，轉(zhuǎn)速硬跟蹤方式；
F3.07，停機(jī)方式 1，自由停車；
F4.01，轉(zhuǎn)矩提升 0.0%，自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升。
2#與 4#變頻器參數(shù)設(shè)置相同，使用了鍵盤上傳下載功能。
F0.13，加速時(shí)間 100 秒；F0.14，減速時(shí)間 100 秒；
F3.00，啟動(dòng)方式 2，預(yù)勵(lì)磁啟動(dòng)；
F3.01，追蹤方式 3，轉(zhuǎn)速硬跟蹤方式；
F3.05，DC 預(yù)勵(lì)磁電流 70%；
F3.06，DC 預(yù)勵(lì)磁時(shí)間 4 秒；
F3.07，停機(jī)方式 1，自由停車；
F4.01，轉(zhuǎn)矩提升 4%。
四臺(tái)變頻器相同優(yōu)化參數(shù)如下：
F4.11，震蕩抑制增益為 0（出廠為 5）；
FB.00，快速限流使能為 0，不使能（出廠為 1）；
FB.03，死區(qū)補(bǔ)償模式為 0，不補(bǔ)償（出廠為 1）；
FB.04，電流檢測(cè)補(bǔ)償為 0（出廠為 5）；
FB.06，DPWM 切換上限頻率 1（出廠為 12HZ）。
其余參數(shù)，為出廠設(shè)定值不變。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)候要注意一組中兩臺(tái)變頻器的啟動(dòng)順序，最好是同時(shí)啟動(dòng)，也可以啟動(dòng)一臺(tái)，等待半分鐘之后啟動(dòng)另一臺(tái)，千萬不能等一臺(tái)完全啟動(dòng)之后再啟動(dòng)另一臺(tái)，這樣可能會(huì)使后啟動(dòng)這臺(tái)變頻器報(bào)故障。需要注意的是煤礦對(duì)旋風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速后，一般情況下要求兩臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行頻率盡量一致，從而保證電機(jī)轉(zhuǎn)速一致。避免一臺(tái)轉(zhuǎn)速高，一臺(tái)轉(zhuǎn)速低，形成風(fēng)阻，影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)與變頻器安裝距離比較遠(yuǎn)，建議變頻器、電機(jī)分別接地效果會(huì)比較好。
1．普傳科技PI9000 系列變頻器起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沒有任何沖擊。變頻器改造后風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，避免了起動(dòng)時(shí)大電流的沖擊，對(duì)電網(wǎng)沒有任何沖擊，而且還可以隨時(shí)起動(dòng)或停止，操控也比較方便。
2．按需要的風(fēng)量來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，避免了電能浪費(fèi)。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量不再需要由風(fēng)門來調(diào)節(jié)，也不需對(duì)葉輪角度調(diào)節(jié)，而是由變頻器驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)范圍理論上可以從 0%—100%（因，軸流風(fēng)機(jī)特性，低速時(shí)效率會(huì)快速降低，一般會(huì)設(shè)置一個(gè)下限頻率）；因而可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，減少了不必要的能源浪費(fèi)。
3．變頻節(jié)能運(yùn)行，節(jié)約了大量電能。由于變頻改造后不再使風(fēng)機(jī)一直處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，而是隨速度變化運(yùn)行在變負(fù)載狀態(tài)。視負(fù)載情況，節(jié)電率可以達(dá)到 20%～65%；
4．降低風(fēng)機(jī)機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)使用壽命。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的大部分工作時(shí)間都在較低的速度運(yùn)行，因而大大降低了風(fēng)機(jī)的機(jī)械磨損和電氣沖擊，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命，減少維修量，降低了維修成本。
5．電機(jī)和風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度下降，潤(rùn)滑條件改善，傳動(dòng)裝置的故障下降。
6．系統(tǒng)壓力降低，管道的壓力和密封等條件得到改善，延長(zhǎng)了使用壽命。
7．自動(dòng)化程度提高。系統(tǒng)完善的監(jiān)控性能和高可靠性提高了工作效率，減少了人工檢修和維護(hù)的工作量；
8. 可有效降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲，有效改善工作環(huán)境。
小結(jié)，該煤礦主扇風(fēng)機(jī)采用普傳科技 PI9430 220F6 變頻器改造后，運(yùn)行效果非常好，改善了操作工藝，節(jié)能空間非常大，可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，可以大力推廣。
