合康HIVERT高压变频器在煤矿行业的应用

我国煤矿开采仅在2009年即耗能5086.81×10△t标准煤,耗电376.04×108kW·h,分别占全国总耗能量和总耗电量的3.86%和3.49%。所以，煤炭工业既是产能大户,又是耗能大户，同时也是节能潜力大户。目前我国煤矿行业存在电机启动困难、机械损伤严重以及自动化程度低等问题，迫切需要利用变频技术进行节能降耗。据统计，按节电率30%计，采用变频调速技术年节电潜力至少为10×108～15×108kW·h。所以，利用变频技术对现有电机设备进行节能改造，是解决我国煤炭工业高消耗、低效益的措施。

高压变频大环境

合康高压变频器具有瞬时停电跟踪功能，实现了高转矩、高精度、宽调速范围驱动。同时具有低速输出转矩大、过载能力强、保护功能齐全、可靠性高、故障率低、维护方便等优点。由于采用了高压变频控制技术，整个运行过程平稳、无级调速、乘坐舒适，减少了机械的冲击，延长了设备使用寿命，产生了非常可观的经济及社会效益。

一、同步电机变频调速技术的难点分析

通常同步电机启动有两种方式：一种先投励，同步启动；一种异步启动，后顺极性投励。对于同步电机变频启动均采用先投励，同步启动，但常会出现转子位置判断不正确导致电机启动失败。针对同步电机变频调速改造，很容易采用异步启动，顺极性投励方式，所以maxf变频装置对同步电机进行异步软启动，实现额定启动力矩，将同步电机启动到8Hz左右进行顺极性投励，具体所投励磁大小及投励时频率可以根据不同应用场合调试确定。至此，电动机转子磁场和定子磁场间夹角经过小量有阻尼震荡后，电机转子磁极被定子磁极可靠吸引，同步电机进入同步运行状态。变频器按照预先设定的加速度，逐渐加速到给定频率。此时，同步电机电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角逐渐拉大到某一常值，电机转子磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起动过程完成。

图一是设备改造的系统图。恒压控制在控制理论上是一种跟随控制，供水管网的出水压力由压力变送器（西门子）检测之后，将其转换为4～20mA电流信号送入变频器，变频器将根据被控量的实际值和期望值，按照PID调节参数中设定的PID参数，自动调节变频器的输出频率，使被控量的实际值自动跟随期望值。使管网的实际水压跟随设定水压变化，并动态维持在设定水压上。

为了保证整个系统运行的可靠性，图中的旁路柜，k1～k3采用联锁手动隔离开关，当变频器出现严重故障不能继续运行、两级单元旁路后再有单元发生故障时，变频器将立即封锁输出，并分断上级开关柜真空断路器DL，操作人员对旁路柜进行手动切换在工频状态，再合上真空断路器DL，将电机投入工频电网运行。开关设备各部分的投入和退出，仍应严格按操作说明的规定进行，不应随意操作，更不应在操作受阻时，不加分析强行操作，否则，容易造成设备损坏，甚至引起事故。