一、現(xiàn)場系統(tǒng)情況
煤礦因生產(chǎn)的特殊性，礦井通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風(fēng)系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。其中主扇風(fēng)機在煤礦生產(chǎn)中有著最重要的地位，隨著開采和掘進的不斷延伸，巷道延長，盡管風(fēng)量基本不變，但風(fēng)壓要求卻不斷增加，風(fēng)機需用功率也隨之增加。根據(jù)反風(fēng)及開采后期運行狀況來確定的主扇風(fēng)機及拖動電動機的功率通常遠(yuǎn)大于煤礦長期開采所需的正常運行功率。煤礦主扇風(fēng)機采用500KW/6KV電動機傳動，電機采用直接啟動的方式。
目前采用高壓電動機直接啟動，存在以下幾個問題：
●電能的嚴(yán)重浪費。煤礦的服務(wù)年限大多在60年以上，投產(chǎn)初期到井田穩(wěn)定開采一般在10年左右，這就意味著有這10年的時間里，主扇風(fēng)機一直處在較輕負(fù)載下運行。由于工頻運行的電動機轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)，只能通過改變風(fēng)機葉片的角度進行風(fēng)量調(diào)節(jié)，因此造成能源浪費，增加了生產(chǎn)成本。
●啟動困難，機械損傷嚴(yán)重。主扇風(fēng)機采用直接啟動，啟動時間長，啟動電流大，對電動機的絕緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時甚至燒毀電動機。而電動機在啟動過程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機產(chǎn)生較大的機械振動應(yīng)力，嚴(yán)重影響到電動機、風(fēng)機及其它機械的使用壽命。
●自動化程度低。主扇風(fēng)機依靠人工調(diào)節(jié)風(fēng)機葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，更不具備風(fēng)量的自動實時調(diào)節(jié)功能，自動化程度低。在故障狀態(tài)下，如風(fēng)流短路，將對礦井正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。
為了礦井的安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，提升該煤礦的自動化水平，對主扇風(fēng)機進行變頻調(diào)速改造具有非常重要的意義。
二、高壓變頻改造方案
考慮到現(xiàn)場設(shè)備實際運行的情況，煤礦主扇軸流風(fēng)機變頻系統(tǒng)采用一拖二手動旁路方式，采用一臺變頻器分別單獨傳動二臺風(fēng)機中的一臺風(fēng)機的電動機，正常情況下，允許有一負(fù)載工作在變頻狀態(tài)，另一負(fù)載工作在工頻狀態(tài)，也可以兩臺都在工頻狀態(tài)；
該系列變頻采用若干個低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)直接高壓輸出。變頻器具有對電網(wǎng)諧波污染極小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、dv/dt及共模電壓等問題的特性，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機，不需要更換電機。
