高压变频器的调速原理与应用情况

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　　高压变频器的调速原理与应用情况：高压变频装置为交一直一交电压源型变频调速系统，变频器输出的电流波形非常接近于理想正弦波形，对电网有害的谐波分量低，可通过改变调制波的频率和幅值来调节逆变器输出电压的频率和幅值。

　　6kV高压变频器每相为三单元叠加。每单元直流电压1800V，每单元最高输出交流电压1275V。

　　叠加后的变频器输出频率与幅值可调的正弦波线电压，对电机实现变频调速控制。二极管整流电路在整个运行范围内都有较高的功率因数，由于直流环节滤波电容的存在，负载所需的无功电流可以在逆变功率器件的开关周期内通过续流二极管瞬时由滤波电容提供，所以一般不会反映到整流器输入侧，导致输入功率因数较高。

　　在现有条件下风机厂家提供的风机运行转速范围为：①n<213r／min；②，n>732r／min；③406r／min　　风机的转速可调范围小，变频控制改造的意义不大，经与风机厂家协商，若对风机进行一些小的改动，将前支板数增加2块，可将转速范围扩大到：①n>580 r／min；②，n<500 r／min。

　　为保证风机运行的可靠性，首先将1＃风机风叶保持在原角度（0°角）运行，变频器运行在工频状态下。待运行一段时间，变频器运行稳定可靠后，再增加风机前支板数2块，然后将风机调至大角度（5°角或10°角）运行。变频器可进行调频，降低频率运行，根据井下用风量的大小实现风机的变频控制运行，并使风机保持在高效区运行，提高风机的运行效率。

　　应用情况

　　调试时使风机在0°角与5°角两种状态下运行，在0°角风机仍在工频状态下运行，未起到调节风量的作用，但电机实现了零转速启动，无启动冲击电流，从而降低了启动负载，减轻了冲击扭振，减少了对电网的冲击。系统的功率因数提高，电网输入电流下降，减少了线路上的电能损耗，风机振动也有所下降。

　　当将风机风叶角度调至5°角运行时，变频器进行调频，变频器频率降低至41．5Hz运行可满足井下用风量要求。

　　为保证风机运行的可靠性，现西风井1＃风机风叶保持在原角度（0°角）运行，变频器运行在工频状态下。待运行一段时间，变频器运行稳定可靠后，再增加风机前支板数2块，然后，将风机调至大角度（5°角或10°角）运行。变频器可进行调频，降低频率运行，根据井下用风量的大小实现风机的变频控制运行，并使风机保持在高效区运行，提高风机的运行效率。

　　由此可见风机实现变频运行后，风机的启动性能得到改善，风机振动降低，电机功率因数明显提高，风机效率明显提高，电机运行电流下降，电能消耗明显降低，实现了节能效果。

　　采用变频调速实现了以下功能：①实现主扇风机的平滑启动与无级变频调速，提高风机效率；②根据井下需要调节风量与节约电能；③实现风机可在工频与变频工作方式之间的快速切换。

　　高压变频器的节电率一般为30％左右，西风井1＃主扇风机一年运行按照180d（1＃、2＃风机倒换运行）计算，一天运行24h，则一年节约电能为：475×30％×24×180=615600kW·h。

　　每度电按照0．5元计算，一年可节约资金：0．5×615600=307800元。

　　主扇风机成功应用高压变频器这是第一次，在中国煤炭行业，矿用通风机高压变频改造也不多见。实际应用表明，高压变频器应用于煤矿主扇风机的系统改造，必将取得良好的运行效果和经济效益。而推广使用变频器在煤矿行业进行改造，节约能源的效果将是非常可观的。
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