導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇變頻技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

2變頻調速技術的應用

使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術來控制變頻器，反向，速度，加速，減速時間，實現各種復雜的控制，為適應煤礦提升，壓風，排水，電牽引采煤機設備的要求。提升機PLC，PID變頻控制技術更為復雜，這里不介紹了。壓風機為例，對變頻調速控制技術和功能的應用，證明變頻調速技術的優越性和經濟效益的描述。在正常操作壓力風機，當罐內壓力達到規定的壓力，通過壓力調節器處于閑置狀態，風機的壓力，為了降低儲罐壓力，當氣體儲罐壓力低于規定壓力，機器正常使用工作。但空氣壓縮機輸出壓力波動較大，不能達到理想的空氣壓力，直接影響到氣動工具的正常運行。在變頻技術的使用，確保空氣壓縮機輸出壓力保持不變，總是讓空氣壓縮機輸出壓力保持在正常的工作壓力水平，大大提高煤炭生產效率。與傳統的PID控制對比，檢測信號反饋給變頻器控制量，以控制變量的目標信號進行比較，以確定它是否是預定的控制目標，根據二者之間的差異進行調整，達到控制目的。如儲氣罐壓力超過目標值（氣艙壓力給定值），應調節壓縮空氣同氣艙壓力值近視平衡。相反，如儲氣罐壓力低于目標，應調節儲氣罐壓力同目標壓力近視平衡。通過對變頻調速技術在壓風機上的應用，可以達到空氣壓縮機輸出壓力基本上保持恒定的生產價值的需要，空氣壓縮機輸出壓力始終保持在最佳狀態下生產。

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在主風機上采用變頻技術進行控制已經成為許多電力企業采用的主要方式之一。變頻技術的使用可以實現大范圍、高效率、連續的控制。使用變頻技術可以方便地對時間進行設定和改變，相較于以前的調速方式，更便捷，更具有優越性。

1.2將變頻技術應用于主風機調速的發展過程

變頻技術最先由一位日本的學者提出，進而被西方國家所采用，后來經過一系列的改進與發展，逐漸演變為今天的變頻器。變頻技術的不斷發展，為電力企業帶來了便利，解決了很多突出的電力問題。

1.3將變頻技術應用于主風機調速所需要的環境

變頻技術盡管已經被大部分企業所應用，但是變頻器工作所需要的環境是我們必須注意的。首先是環境溫度和工作溫度，這些都必須在一定的范圍之內。其次，要盡量避免腐蝕性氣體損壞器件。除此之外還要減少沖擊和振動。

2應用變頻技術的注意事項

2.1時間的匹配

在采用變頻技術對主風機進行啟動和停止時，我們必須要注意時間的匹配。這里所指的匹配主要是加速時間和減速時間的匹配。因為在啟動時，如果沒有很好地控制與匹配時間就可能出現過流或者過壓現象，最終影響整個啟動。因此，在采用變頻技術進行啟動時，必須根據負載情況嚴格計算，最終選擇合理的加速和減速時間。

2.2過載

過載在風機中出現的頻率一般不大，但是一旦發生過載，將對設備造成重大的影響。在采用變頻技術時，必須嚴格注意這方面的問題，盡量控制轉矩等因素，盡量避免出現過載現象。這就要求我們在采用變頻技術時，對變頻器的選用綜合考慮容量、性能等多方面的因素，并確保變頻器的容量略大于電動機的容量。

2.3共振

變頻技術的核心就是通過改變頻率進而改變轉速等因素。在采用變頻技術時就不可避免地會出現共振現象。而共振現象的出現，可能會使設備出現停運，有時甚至對設備造成毀壞。這就要求我們在采用變頻時對頻率的設定十分注意，盡量避免所設頻率與其他設備的頻率重合，盡可能減少共振情況。

2.4散熱與噪音

在采用變頻技術時，有時會將頻率降至很低，這就會對風機的散熱造成影響。散熱出現故障就會影響風機的運轉，進而影響整個系統的工作，甚至會導致機器的損壞。因此，在采用變頻技術時，要注意采取相應的措施對風機的散熱進行調節。除此之外，采用變頻技術還可能會增加噪音，因此，我們在采用變頻技術時還需要注意噪音問題，可以采用專用電機或者安裝消音器。

2.5通風冷卻

通風問題是機器工作時必須要考慮的重要問題之一。通風效果不好會造成元器件溫度升高，從而使其使用壽命大大縮短，最終甚至損壞器件。因此，我們采用變頻技術時必須注意變頻器的通風與冷卻。要實時了解變頻器的工作情況，除此之外，還要經常檢查風扇的情況，一旦發現損壞立刻對其進行檢修和更換。

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2變頻技術

在煤礦機電設備中的應用變頻技術的主要應用對象是電動機驅動的各種設備，在煤礦機電設備中主要包括風機系統、提升系統、壓縮機系統、采煤機系統、煤炭輸送系統、各類泵等。

2.1風機系統的改進

以某礦井主通風機的變頻改造為例，在改造之前，風機設計裕量過大，即使通過調節葉片或者改變管網特性依然遠遠超過所需風量。利用變頻器Harvest-A06/120進行改造，主要參數為：輸入頻率為45～55Hz，額定輸入電壓6000V±10%，輸出頻率范圍0.5～120Hz。在利用電壓源型串聯多電平脈寬調制高壓變頻器進行改造后，風機效率由45%提高到78%以上，年均用電量減少920000kWh，同時該礦井風機系統可實現軟啟動，大大降低了對電網的沖擊以及對設備的損壞，降低了人工成本。

2.2空壓機系統的改進變頻技術

對于空壓機啟動方式的變革具有重要的意義。傳統的直接啟動方式在啟動瞬間會產生較大電流，不利于設備的正常使用壽命的保持。采用變頻技術可以降低瞬時大電流對于設備的危害，延長使用壽命。空壓機中壓風系統的調節一般采用的是壓力閉環控制的變頻系統，主要利用系統壓力檢測來對空壓機負荷進行調整，當系統內部壓力發生變化時，變頻系統會根據反饋的壓力數值進行補償調整，最終保持系統內部壓力的恒定。采用此種方式進行壓風系統的調節，與傳統方式相比，響應速度更快，同時能夠更加精確地控制風力，保持壓風系統較高的可靠性。以唐山礦業某井空壓機變頻改造為例，對泵房進行變頻改造，采用三套ACS800變頻控制柜，利用一臺PLC集控柜進行控制。其主要參數為：三相輸入電壓U3in=（380～415）V±10%，U5in=（380～500）V±10%，輸出頻率0～±300Hz，DTC（直接轉矩控制）控制。通過該控制系統，可以實現空壓機的一拖三變頻調速運轉，能夠保持系統內的恒定壓力控制，實現設備安全可靠運行。與改造前相比，年均可節省電費50余萬元；可實現設備自0Hz起的軟啟動，設備檢修周期延長，降低了檢修成本。同時還實現了對設備保護功能的進一步完善，完善了設備超壓保護、防自啟動保護等多種功能，改善了設備的工作環境。

2.3采煤機的改進提高采煤機對工作環境的適應性

是采煤機改進的主要方向。工作環境愈加復雜，使傳統采煤機的不適應性更加突出。電牽引采煤機在適應性方面有很好的表現，已在許多礦山中得到應用。采煤機的變頻調速能力是其工作性能的一大指標。與傳統滑差調速相比，變頻調速將采煤機的變速性能實現了質的飛躍。能量回饋型四象限變頻器在采煤機中的應用是煤礦機電設備改造的向前邁進一大步的標志，它標志著井下采煤機由“一拖二”向“一拖一”的進步，提高了煤礦開采效率，同時降低了采煤機的故障率以及維修成本。由PLC控制的MG700-WD交流變頻調速采煤機，能夠將采煤機事故率控制在較低的范圍內，同時由于PLC程序的開放性，可以更好地進行人機對話，能夠在故障發生時較為準確地定位故障位置。對于采煤機變頻調速系統，除去目前市面上已有的成熟產品外，還有很多學者對不同類型的變頻調速控制方式進行了研究，目前已有一定的理論基礎，有待于在實際生產中進行試驗以及普及。以ALPHA6900系列變頻器在采煤機中的應用為例，可實現主從控制功能，同時還可以實現四象限運行，通過PLC控制電路，對變頻器的輸入輸出端口進行實時監控，采集包括轉速、轉矩等在內的多種信息，確保系統運行的穩定性。其中，采用ALPHA6900系列變頻器的電氣控制系統可以分為一拖一單/雙電機控制方式，通過采煤機工作環境的變化，對其牽引電機的轉速進行調整，實現對采煤機設備的有效保護。

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1.1變頻器選型

近年來已有很多大中型電廠采用變頻技術進行節電技術改造的實例，實踐證明不但節電效果明顯，而且提高系統的安全性，不存在運行風險。此次節電技術改造設備選用原則，變頻技術先進，成熟可靠。選擇雷奇節能科技股份有限公司生產的LOVOL系列高壓智能節電裝置（變頻器），該產品由移相變壓器，功率單元和控制器組成。高壓變頻器采用模塊化設計，互換性好、維修簡單，噪音低，諧波含量小，不會引起電機的轉矩脈動，對電機沒有特殊要求。高壓變頻調速系統的結構圖如下：

1.2電氣改造方案

采用一拖一自動旁路控制，實現變頻/工頻自動切換。旁路柜在節電器進、出線端增加了兩個隔離刀閘，以便在節電器退出而電機運行于旁路時，能安全地進行節電器的故障處理或維護工作。旁路柜主回路主要配置：三個真空接觸器（KM1、KM2、KM3）和兩個高壓隔離開關K1、K2。KM2與KM3實現電氣互鎖，當KM1、KM2閉合，KM3斷開時，電機變頻運行；當KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。另外，KM1閉合時，K1操作手柄被鎖死，不能操作；KM3閉合時，K2操作手柄被鎖死，不能操作。自動旁路控制結構圖如下：

1.3系統控制方案

（1）本地控制：利用系統控制器上的鍵盤、控制柜上的按鈕、電位器旋鈕等就地控制。（2）遠程控制：變頻器與DCS系統連接，進行數據通訊，使運行人員通過DCS系統畫面對變頻器的工作電流，運行狀態及故障信息進行監控，由DCS實現控制。

1.4系統散熱方案

設備自身發熱量較大，運行環境的溫度和濕度會影響設備的穩定性及功率元件的使用壽命，為了使變頻器能長期穩定和可靠地運行，采用室內空調冷卻方式，滿足設備對溫度和濕度的要求。

2變頻改造效果分析

2.1節電效果

節電改造前，鍋爐正常工況下引風機檔板的平均開度在70-80%左右，二次風機在35-45%左右。采用落后的檔板調節控制方式，用電量高居高不下，影響機組的經濟運行質量。本次節電改造于2012年10月安裝調試完畢，經過一段時間的運行測試，以3#鍋爐引風機為例，原工頻電流由平均49.5A下降到變頻后的36-39A，功率因數由0.8左右提高到0.95左右。從12臺改造后的風機運行情況看，完全能夠滿足鍋爐運行工藝的要求（主要是風壓、風量、加減風的速率等）。運行后一年的電表數據表明，經過變頻改造后12臺風機總計節電量為280萬KWh，比擋板調節控制方式節能率達到23%，節能效果十分顯著。并且電機在啟動、運行調節、控制操作等方面都得到極大的改善。

2.2其它效果

（1）采用變頻調速控制后，杜絕“大馬拉小車”現象，既提高了電機效率，又滿足了生產工藝要求；（2）采用變頻調速控制后，由于變頻技術裝置內的直流電抗器能很好的改善功率因數，功率因數由0.8左右提高到0.95以上，提高了有功功率，減少了設備和線路無功損耗；（3）實現了電機的軟啟動，避免了對電網的沖擊，提高了系統的可靠性，延長了設備的使用壽命；（4）減少風機葉片和軸承的磨損，延長大修周期、節省維修費用。風機、管網振動大幅減小，降低了噪聲對環境的影響；（5）變頻器的過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能，使系統的安全可靠性大大提高；（6）由于變頻器具有工頻/變頻自動切換功能，變頻器發生重故障時可在2-3秒內切換到工頻運行，且在變頻調速控制系統檢修維護或故障時，工頻控制系統照樣可以正常運行，滿足風機系統對電機高可靠性運行的要求；（7）實現了高壓變頻裝置與主控室DCS系統連接,DCS系統能夠滿足實時性的要求，經過電廠運行的邏輯實現對變頻器的控制，對各種數據的分析和判斷，這也是電廠提高效率的關鍵環節之一。

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2變頻技術改造

2．1離心泵與管理特性曲線

從圖1可看出，離心泵在制冷系統的管路工作中，無論出于哪一種工作狀態下，都只有一個工作點，如圖中A、B、C三個工作點。這三個工作點也是離心泵的工作曲線與管路工作曲線的交點。離心泵若在B點工作，泵輸出的能量比管路所需要的能量要高出很多，加大了流量，增加了管路的摩擦和阻力;離心泵若在C點工作，泵輸出的能量比管路所需要的能量要少，減少了流量。只有離心泵在A點工作時，泵輸出的能量等同于管路所需要的能量。

2．2水泵工作狀態

水泵轉速與水泵的流量和揚程成正比，水泵在制冷運行的過程中為了保證始終處于高效率區間內，就要調整水泵的運行模式，也就是根據實際的需要對水泵的數量進行增減，提高整個礦區的制冷效率，降低制冷降溫所消耗的能量。

3變頻技術實施

3．1變頻器

礦井下冷凍水循環的制冷系統中，每臺變頻器都會帶著一臺水泵，這樣在水泵的運行過程中，即使由于季節的變化給制冷系統帶來的負荷程度存在一定差異，變頻設備都能根據工作面的承受狀況，調節冷凍水循環的流量。變頻器是由本體、電抗器、濾波器以及其他輔助的機器構成，變頻器是對制冷系統中電動機轉動的速度進行控制，并且對制冷系統中可能會發生的故障加以預防，其工作原理主要是依靠變頻器每個構成機器間的相互配合。變頻器在使用之前要進行調試，調試成功之后才能正式投入運行。具體操作步驟是在電源接通后，將變頻器上的轉換開關調換到近距離控制模式，礦井制冷系統中電動機在不同溫度下運行的所需溫度，都可以通過在變頻器上選擇不同的速度來實現。如果在變頻器的運行或啟動時出現故障，都會自動停止運行或啟動。

3．2ABB變頻器

ABB公司的變頻器中，根據制冷系統不同的負荷來調節冷卻水的循環流量，主要是依靠對頻率輸出的控制，進而控制電動機輸出軸的功率。地面的冷卻水循環系統安裝了5臺循環水泵。

3．3運行方式

礦井制冷系統中關于變頻器的運用分為兩種模式，根據溫度對礦井制冷的需求分為夏季和冬季。夏季時，礦井對制冷降溫的要求比較高，所以制冷系統對熱量的負荷比較重，這也增加了冷卻水的流量。針對這樣的情況，可以通過調整變頻器的頻率，使變頻器與水泵達到同時運行的模式，來滿足礦井制冷降溫的要求。冬季時，礦井對制冷的要求相對要低得多，那么制冷系統對熱量的負荷也隨之降低，同時也減少了對冷卻水流量的要求。所以可以減少水泵的臺數，采用2臺水泵的運行，并且要求每臺水泵的運行頻率為30HZ左右。并且，由于水泵在冬季消耗的能量較低，一般采用低能耗的運行模式。

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2榨季后期

當沒法通過頻率調整來降低蔗渣轉光度和蔗渣水分時，我們結合調整榨機前后輥尺寸和調整頻率的試驗。先通過中期濕榨試驗（五），得出以下結果，見表5。從濕榨試驗（五）結果分析：第一，第一座收回率不算高，還有提升空間，可再調整。第二，第五座纖維分比第四座低，違反各座榨機纖維分應有規律地上升這一規律，說明這座效能低。第三，各座榨機經過長時間運行，前、后輥及頂輥都出現磨損，應進行調整，同時榨機負荷輕，應結合調整。根據以上分析作出以下調整：第一，第一座收前輥調整螺栓使入口縮小2.4mm、后輥調整螺栓使出口縮小1.6mm，榨機頻率調整為45Hz，油壓為18MPa。第二，第二座收前輥調整螺栓使入口縮小1.6mm、后輥調整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機頻率調整為40Hz，油壓為18MPa。第三，第三座收前輥調整螺栓使入口縮小1.6mm、后輥調整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機頻率調整為40Hz，油壓為18MPa。第四，第四座收前輥調整螺栓使入口縮小1.6mm、后輥調整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機頻率調整為40Hz，油壓為18MPa。第五，第五座收前輥調整螺栓使入口縮小2.4mm、后輥調整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機頻率調整為38Hz，油壓為20MPa。經調整后運行正常，沒有出現電機發熱現象，蔗渣轉光度和蔗渣水分明顯降低。查定得出以下結果，見表6。經過上述調整，榨機在運行過程中根據化驗室給出的數據，結合榨機電機電流，我們及時調整各座榨機的頻率，使蔗渣轉光度穩定在2.0％以下和蔗渣水分控制在50％以內。各座榨機的頻率最低可調整至第一座40Hz、第二座32Hz、第三座33Hz、第四座35Hz、第五座35Hz。

3下雨天或甘蔗砍運接不上日榨2000噸甘蔗的變頻調速應用和研究

在我們這里離城市很近，附近又是工業園，砍蔗民工很缺，甘蔗經常接不上，特別是下雨天，就要通過減少日榨量來配合，以避免斷槽。象這樣的情況，以前我們單靠調整榨機出入口是沒法降低蔗渣轉光度和蔗渣水分，抽出率很低。而且甘蔗一接上又要提高榨量調整榨機，很麻煩且容易出現調整錯誤，損壞榨機。為此，我們進行了試驗。下面是我們在榨機沒有變頻調速時濕榨試驗（七）得出的結果，見表7。從濕榨試驗（七）結果分析：第一，第一座收回率太低，影響到全機列的收回率，應作為重點調整。第二，第五座蔗渣纖維分比第四座蔗渣纖維分雖然有提高，但提高很少，效能不高，應調整。第三，各座榨機蔗渣水分偏高，影響收回率，應調整。第四，各座榨機蔗渣轉光度偏高，影響收回率，應調整。第五，各座榨機負荷很輕，應進行調整。根據以上分析作出以下調整：第一，第一座榨機頻率調整為35Hz，油壓為20MPa。第二，第二座榨機頻率調整為31Hz，油壓為20MPa。第三，第三座榨機頻率調整為31Hz，油壓為20MPa。第四，第四座榨機頻率調整為33Hz，油壓為20MPa。第五，第五座榨機頻率調整為35Hz，油壓為20MPa。經調整后運行正常，沒有出現電機發熱現象，蔗渣轉光度和蔗渣水分明顯降低。查定得出以下結果，見表8。

4產生的效果和效益

通過榨機變頻調速技術我們發現榨季停榨后榨機磨損很小且安全率高，運行平穩，同時解決了常見的塞轆問題。根據有關資料：蔗渣轉光度每降低0.1％，壓榨收回率提高0.2％。蔗渣水分降低1％，壓榨收回率提高0.08％。而壓榨收回率提高1％，產糖率可提高0.116％，我們公司這些榨季通過榨機變頻調速技術，抽出率明顯提高且穩定在96.5％。產糖率由11％提高到上榨季的12.04％，預計2014/2015榨季可達12.3％以上。

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2調速系統的改進

⑴為保證系統穩定運行及達到好的節電效果，風機傳動采用高壓變頻器進行控制，風機傳動設備變頻改造時拆除電動機與風機之間的液力偶合器，對電機基礎進行改造，將原基礎打去-1000mm至鋼筋網層，重新焊接鋼筋制作澆筑基礎，電機前移與風機直接相連。實施前后見對比圖3、圖4。⑵變頻調速系統和現場PLC控制系統進行通訊連接，從現場PLC控制系統發出變頻器的啟動、停機等信號進行協調控制，根據運行工況按設定頻率，實現對風機電動機轉速的控制。變頻器具有非常完善的自診斷和保護功能，變頻器有過電壓、過電流、欠電壓、缺相，變頻器過載、變頻器過熱、電機過載、輸出接地、輸出短路等保護功能，變頻器配備漢字顯示的液晶顯示屏，可實現變頻器參數設定和顯示電機電壓、電流、頻率等狀態參數;一旦變頻器發生故障，進入保護狀態，系統自動記錄故障原因、故障位置及發生故障時變頻器各狀態參數，便于故障排除。

3運行分析

轉爐一次除塵風機在改造前，風機高速運行在1250r/min，電機功率因素0．88，風機電機電流120A左右，風機低速運行在500r/min，風機電機電流40A左右，自2011年6月至2012年8月轉爐一次除塵三臺風機電機采用高壓變頻器控制系統投入運行后，風機高速運行時電機電流在97A左右，風機低速運行時電機電流在6A左右，功率因素0．98，具體參數見表1。

4節能計算

一座轉爐每天平均冶煉32爐，每爐平均冶煉時間35min，一個冶煉周期中，吹氧冶煉時間16min，兌鐵時間3min，風機需高速運轉1250r/min，高速運行時間在19min，風機變頻改造前后高速狀態下電機電流差120-97=23A，電壓10kV，風機電機在高速狀態下每天節省電量為(23×10)×(32×19)/60=2331kWh。一個冶煉周期中，出鋼過程中需低速運轉在500r/min，每爐鋼低速運行時間約16min，風機變頻改造前后低速狀態下電機電流差40-6=34A，電壓10kV，一臺風機電機在低速狀態下每天節省電量約為:(34×10)×(32×16)/60=2901kWh。一臺除塵風機在變頻器調速運行，每天節省電量約為2331+2901=5232kWh。一臺風機全年運行時間按340天計算，電費成本為0．37元/度，一臺除塵風機全年節省電費約為=5232×340×0．37=65．82萬元。三臺除塵風機在變頻調速運行后，全年節省電費約為=3×65．82=197．46萬元。

篇8

2變頻技術在煤礦機電工程中的應用

在煤礦機電工程中，變頻技術在很多機電設備中都得到了應用，變頻技術不但能夠使得電機的工作狀態更加容易調節，而且通過現代控制技術能夠對機電設備進行遠程、智能的操作。

2.1變頻技術在提升機中的應用實踐

在現代煤礦機電工程中，煤礦提升設備的主要認為就是將煤礦中的礦石與生產工作人員運送到預先設置的地點，可以看到煤礦提升設備在煤礦的生產中作用無法被替代。但是煤礦由于生產的需要，提升設備需要頻繁的調整期提升的速度，并且常常需要關閉與啟動。傳統的對煤礦提升設備進行調速需要將金屬電阻裝入提升設備的電機控制電路之中，從而可以不斷的調整電阻的大小來控制電機的運轉。傳統的提升設備的調速裝置需要消耗大量的能源，并會產生大量不需要的熱量。而且傳統的提升設備的調速裝置的調速范圍非常有限，調節精度也不高。特別是在控制提升設備的下降的時候還需要使用制動裝置控制速度，所以對于電力資源的浪費是很大的，也會對煤礦生產過程造成隱患。而將變頻技術應用在煤礦提升設備之中，可以從根本上解決傳統的變速裝置所帶來的問題，不僅僅使得設備的運行更加平穩，而且使得生產過程更加安全。變頻技術的使用可以減少設備中繼電器的使用數量，減少電路的維護費用。而變頻技術的控制精度相對于傳統的速度調節裝置也具有更大的優勢，可以通過修改電路變成命令來實現對煤礦提升設備的系統功能的改變。事實上，通過變頻技術改變了提升設備的通過機械摩擦控制下降速度的減速方式，降低了設備磨損，延長了機電設備的使用壽命。

2.2變頻技術在皮帶設備中的應用

在煤礦企業的生產作業的機電工程中，皮帶設備與提升設備相比需要更加的功率。皮帶設備的工作原理是通過點擊轉動牽動皮帶的運轉，從而將皮帶上的礦石輸送到設備的地點。皮帶設備的工作原理要求其的運作必須通過輪轂與皮帶的相互摩擦而實現。皮帶設備的運作需要降到的啟動電流，目前我國國內大部分的煤炭企業使用液力耦合設備來實現皮帶設備的軟啟動，在軟啟動的時候啟動電流非常大，不僅僅使得電路中電壓產生較大的起伏，而且會加速皮帶設備中零件的損壞。液力耦合設備在運作過程中會產生大量熱量，使得相關設備的內部溫度上升，最終導致設備機械磨損增加，最終也會造成設備運行的安全隱患。將變頻技術引入到皮帶設備中，不但能夠取代液力耦合設備實現皮帶設備的軟啟動，而且使得皮帶設備在運行和啟動、停止過程中更加穩定，并且使得皮帶設備的能源利用率大大提高。

2.3變頻技術在通風設備中的應用

在煤礦企業的生產作業的機電工程中，通風設備由于其自身的作用在煤礦企業的所有機電設備中占據了非常重要的位置。為了保證生產現場的空氣流通，需要通風設備一致工作。但是隨著開采深度的增加，對于風壓的要求也越來越高，通風設備的功率也會隨之增加。這種情況下，要求通風設備應該具有隨著開采深度的變化而不斷的變化。并且通風設備在啟動的時候，需要較大的啟動電流。而是用變頻技術之后可以對通風設備轉動速度進行有效的控制，從而極大的減少能源的消耗，并增加通風設備的使用壽命。

篇9

2技術改造實施方案

空壓機組控制系統如圖1所示，包括工控機（上位機）系統、微機控制系統（集控柜）、壓力、溫度傳感器、高壓變頻控制系統、高壓切換系統等。（1）新建集中控制系統，在空壓機房安裝集中控制柜、監視操作用工控計算機（上位機）。其主要完成空氣壓縮機組遠程參數的監視、控制、運行參數設置、實時曲線、歷史報表查詢及其他數據的處理等功能。選用ACS4000型集控柜：由電源開關及熔斷器、觸摸顯示屏、PLC控制器、輸出繼電器、24V直流電源、通訊轉換模塊、指示及報警裝置等組成。高壓變頻器、高壓啟動柜、空氣壓縮機與集控柜通訊模塊通過通訊電纜進行通訊，將空壓機運行、變頻器運行參數、高壓啟動柜電壓、電流、儲氣罐溫度傳輸到集控柜進行數據處理、顯示。根據運算數據控制空壓機與變頻器運行。運行狀況及各種參數、數據在上位機上顯示。（2）在主供風管路上安裝壓力變送器。主要是檢測供風出口壓力并把壓力信號傳輸給集控柜PLC，PLC運算后根據總管壓力和空壓機運行狀態智能地控制變頻器的運行頻率，從而達到根據設定壓力范圍來控制空壓機的運行狀態的目的。（3）增設高壓變頻器，控制空壓機在需要的工況下運行。（4）增設高壓切換柜，如圖2所示，內裝4臺高壓真空接觸器，與空氣壓縮機高壓啟動柜一一對應，并相互閉鎖，達到有選擇性地控制空壓機在變頻狀態下運行的目的。（5）空壓機組控制。1）每臺空壓機啟動、停止、變頻狀態下運行均由PLC控制，PLC內設空壓機運行程序。2）工作方式設定為5種：就地啟動／停止、遠程啟動／停止、緊急停機、聯機控制、單臺控制。3）風壓設定：5．5～6．2kg／cm2；空壓機轉速調節范圍：電機額定轉速的60％～100％。4）空壓機啟動停止全部由PLC程序控制。空壓機運行規定，連續運行不得超過72h，按照空壓機編號設定主機1、主機2、主機3、主機4，程序控制每72h更換一次主機，輔機每24h更換一次。主機、輔機分別在工頻、變頻狀態下運行。變頻頻率達到50Hz、10min內風壓達不到設定值，該臺空壓機自動轉為工頻運行，同時啟動第3臺空壓機變頻運行，以控制風壓穩定。空壓機變頻方式運行頻率30Hz及以下達10min以上時，該臺空壓機自動停止運行，同時原輔機或主機自動轉為變頻方式運行。

3技術關鍵及創新點

（1）工頻、變頻狀態下空壓機運行曲線的智能擬合。（2）ACS400集控系統、高壓變頻的配合控制。（3）變頻方式與工頻方式轉換控制。（4）主機、輔機按時切換控制。

4經濟效益、社會效益分析

2011年1月系統改造完成并投入工業性運行，實現了多臺空壓機組聯動控制，運行狀況良好。（1）節能降耗效果顯著：通過實際測定，技術改造后比原運行方式節能13％～15％，年節電耗43．2萬kW•h，約21．6萬元，節能效果明顯。（2）實現了大型設備車間真正無人值守。機組自動24h穩定高效運行，減少操作人員9人，年可節約人工費用54萬元。（3）穩定的壓力輸出，減少了對生產的影響，為礦井安全生產奠定基礎。（4）維護量小，運行效率高。集控系統及變頻的投入運行減少了空壓機配件的磨損，延長了電機及空壓機的使用壽命，年可維修及配件費用可減少10余萬元。（5）實時設備運行狀況，便于人員觀察和及時掌握，發生異常及時處理，避免機械事故的發生。（6）采用變頻控制，實測減少噪聲15dB，減少噪聲污染。

篇10

2程序設計

2．1PLC程序設計

在西門子S7-417-4H型PLC中，運用梯形圖編制監控系統的運行程序，整套系統的主控程序流程如圖3所示。在調用初始化子程序后，系統按照設定程序與參數進行自檢，待自檢正常后對主通風機及其附屬設備的初始狀態進行順序控制，一切準備工作就緒后系統會自動開啟主通風機，系統按預先圖3控制程序流程圖編制的程序、設計的功能進行實時監控。整套PLC程序包含了高壓柜供電狀態監測、變頻器控制、水阻柜控制、主通風機運行參數及故障檢測、風門電動執行機構運行狀態監測等多個功能模塊。對PLC控制程序采用模塊化設計和過程設計原理，將上述功能模塊進行結構化編程設計，提升了控制程序的完整性和可執行性。

2．2WinCC組態程序設計

通過WinCC組態程序設計建立友好交互的人機控制界面，借助遠程通訊和PLC控制程序，實現對主通風機及其附屬設備的過程監控與故障監控。基于WinCC組態軟件的主通風機監控系統具備可視化、智能化、功能多樣化等諸多優點，能將礦井通風系統的工作參數和運行狀態形象化地展現在控制人員和管理人員面前，便于實時監控設備運行情況。

3應用效果

2013年9月魯班山北礦主通風機監控系統改造工程完成，圖4所示為監控系統的主界面圖。目前該套系統已經連續正常運行一年多，在新的監控系統模式下，實現了緊急情況提前預警，提高了礦井通風安全水平。主通風機在變頻調速系統控制下更容易實現電動機的正、反轉，加、減速時間及頻率可任意調節，運行平穩，工頻水阻軟啟動技術的應用，確保了兩臺變頻器都出故障時，主通風機仍能正常運行，確保了通風安全。使用變頻調節后由于變頻器內濾波電容的使用，使得主通風機功率因數據提高，通過減小變頻器輸出頻率、降低主通風機轉速來滿足礦井風量需要，主要風機始終運行在高效區間內，統計顯示，在增加風量27%的情況下，每個月主通風機電力消耗同比節約3．1萬度，節能效果十分明顯。