变频器在选煤厂的应用

张文杰　宋　磊

摘要：根据变频调速的特点，提出变频器选型原则及工程应用实例。

关键词：变频调速选型应用

0引言

随着变频技术的日益发展，交流调速系统的应用越来越广泛，煤炭行业亦不例外，尤以选煤厂最为常见。在以重介为工艺为主的选煤厂中，变频技术以其智能、数字、节能等优点被广泛应用，主要用在旋流器入口压力调节与液位控制。随着选煤厂生产能力及规模的逐渐扩大，设备的功率也随之增大，从节能的观点来看，采用变频调节控制泵的流量是科学而经济的，特别是当电机功率较大时，其节能效果更显著。本文仅结合变频调速的特点给出选煤厂变频器的选型原则及应用实例。

1变频调速的特点

变频调速采用大功率晶体管逆变器和微机或变频PWM芯片控制脉冲调制技术，通过输出具有不同频率的电压和电流来改变交流电机的转速，从而达到调节设备运转状态的目的，变频调速具有如下特点：①机械性能好，启动转矩大，启动电流小。采用PWM正弦波脉冲调制方式，可使电动机的转矩脉动小，实现软启动，而且运行平稳，可以大大减少大功率电动机启动时对交流电网的冲击。②调速范围广，可实现平滑无极调速，精度高达0.5％，频率变化范围大，能广泛适应各种生产环节的需要。③节能效果显著，理论上节能可达30％以上。④变频器留有各种标准接口，便于与压力、液位、流量传感器及微机系统连接，实现自动控制。⑤变频器安装容易、调试方便、操作简单。⑥在各种启动调速装置中，变频调速装置是唯一同时兼有启动和调速双重功能，并可与其他各种调速设备实现速度匹配的调速装置。

使用变频调速装置的意义在于：可以利用各种传感器实现设备运转的在线实时控制，提高产品质量；利用闭环工作方式，可以减少调整工作量和减少操作人员，提高工作效率；就流体机械而言，与节流调速相比，节能效果显著；利用变频器调速实现节流，延长了设备寿命，降低了选煤成本。

2选型的原则

2.1基本参数①电压匹配：变频器的工作电压不应小于额定电压，既U>UE。目前，新建选煤厂多为660V电压等级，已有的老选煤厂多为380V。当设备的额定功率PE>200kW时，国家提倡用高压供电，因高压变频设备价格较高，故当PE>~200kW时，若设备需要变频调速则仍然采用低压变频。②电流匹配一变频器额定输出电流应大于负载电机的电流，既>E而不能简单的依照变频器的容量选择。对于特殊的负载则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。②变频器容量：其额定功率应大于负载电机的功率，既P>PE,根据电机负载类型分为轻过载和重过载，对于选煤厂的入料泵而言，一般按重过载选配，因此变频器的容量要大于负载电机的容量。④负载匹配：负载转矩特性一般分为三种：恒转矩负载、风机泵类负载以及恒功率负载。⑤通讯接口：选煤厂变频器一般均采用集中控制，所以需要根据控制主机的要求选用不同的总线接口，如MODBUS、PROFIBUS等。

2.2变频器附件的选择①滤波器：对于小功率的变频器(一般为110kW及以下)，其谐波干扰较轻，一般的变频器厂家在其变频模块内均已抑制，无需另配。对于大功率的变频模块滤波器为必配，一般选用同品牌厂家的滤波器，包括进线滤波器及出线滤波器两部分。②电抗器：应选择与变频模块相配套的输入电抗器及输出电抗器。③对于制动电阻等附件，需根据工艺要求选配，对于选煤厂的泵类负荷，一般可以不配。

3应用实例

3.1在给煤机中的应用在选煤厂中，需要通过调整给煤机给煤量大小来满足工艺要求。在山西吕梁地区某选煤厂，原煤仓机给煤任务由振动给煤机来完成，在控制系统中采用变频调速技术实现了这一目的。通过修改设定值改变变频调速系统频率输出，改变电机转速，实现调整给煤量。给煤机采用惯性振动器为激振源，根据简谐振动原理可知：谐振频率和谐振振幅都随着角速度的增大而增大，因此，通过手动或设定值改变变频调速系统输出值，调整电机转速，通过改变角速度来改变谐振频率与振幅，即改变箱体振动频率，使配煤连续以箱体频率向前跳跃，达到调整给料量的目的。

3.2控制重介旋流器入料泵转速根据泵的性能公式，我们知道流量Q与转速n成正比；因此，可采用变频调速技术控制泵的转速从而调节流量。在山西吕梁地区某选煤厂，采用变频器调节重介旋流器入料泵进料流量。液位高低通过压力变送器送给二次仪表，输出4～20mADC信号，在信号隔离器内转变为1～5VDC信号，而后送入液位调节器进行比较放大，输出4～20mADC信号，控制变频器频率，从而达到控制给料量的目的。如果液位超过预先设定值时，电动执行器动作，执行放空。

在功能设定时，采用恒转矩方式，下限频率设为10HZ，上限频率设为50HZ，加速时间要设定的长一些，减速时间要设定的短一些。这样，需要增大流量时，不致因增大过快而产生溢流；液位超限时，又能迅速减小流量，避免溢流。

4结语

实践证明，变频调速具有广泛的应用前景，变频器在选煤厂中的应用是十分成功的，变频调速是选煤厂节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种重要手段。另外变频器的产品种类繁多，性能和技术优势各有侧重，应根据设备的具体需求合理选择。

参考文献：

[1]韩安荣通用变频器及其应用北京：机械TA出版社，2002

[2王廷才，变频原理及应用北京：机械工业出版社，2005

[3]魏召刚，工业变频器原理与应用北京：电子工业出版社2006