程序控制說(shuō)明：爐前操縱吹煉時(shí)，接點(diǎn)M20．1和M2．0通，將置位復(fù)位觸發(fā)器RS置位，此時(shí)Q20．2有輸出，同時(shí)由Q20．2輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器，從而由繼電器接點(diǎn)送給高壓變頻器高低速信號(hào)（繼電器通為高速，斷為低速）；當(dāng)爐前工轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到爐后或沒(méi)有吹煉的時(shí)間超過(guò)15 min時(shí)，T44或T45或M20．2通，置位復(fù)位觸發(fā)器RS復(fù)位，Q20．2沒(méi)有輸出，繼電器開(kāi)釋?zhuān)�變頻器降速。
3 高壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)
3．1 監(jiān)控和操縱
      當(dāng)除塵風(fēng)機(jī)不吹煉時(shí)，只需要很低的轉(zhuǎn)速，根本不需要滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。利用高壓變頻器根據(jù)實(shí)際需要對(duì)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻運(yùn)行，既保證和改善了工藝，又達(dá)到節(jié)能降耗的目的和效果。
      采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：變頻器操縱可以在本機(jī)控制，也可以遠(yuǎn)程操縱。變頻器包括1臺(tái)內(nèi)置的PLC，用于柜體內(nèi)開(kāi)關(guān)信號(hào)的邏輯處理，以及與現(xiàn)場(chǎng)各種操縱信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)（如RS 485）的協(xié)調(diào)，并且可以根據(jù)用戶(hù)的需要擴(kuò)展控制開(kāi)關(guān)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性。變頻器也可由控制室的上位機(jī)或操縱臺(tái)進(jìn)行操縱，吹煉時(shí)（B到D），變頻器高速運(yùn)行，不吹煉時(shí)，變頻器低速運(yùn)行�？梢愿鶕�(jù)工況需要自由設(shè)定，其完全可以滿(mǎn)足工藝要求。變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)如圖4所示。

         5 結(jié) 語(yǔ)
      從以上分析及運(yùn)行情況來(lái)看，在除塵風(fēng)機(jī)采用高壓變頻器調(diào)速后，由變頻器直接控制電機(jī)，通過(guò)調(diào)速驅(qū)動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)，進(jìn)步傳動(dòng)效率。電機(jī)的電壓、電流明顯下降，電機(jī)輸進(jìn)功率明顯減少。運(yùn)行工況點(diǎn)明顯改善，風(fēng)門(mén)可以全部打開(kāi)，完全由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量，對(duì)生產(chǎn)操縱極為方便、控制精度高、響應(yīng)速度快、而且高壓變頻器調(diào)速時(shí)間可以任意設(shè)定，避免了全負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊，使整個(gè)系統(tǒng)工作平穩(wěn)并有利于除塵風(fēng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，延長(zhǎng)使用壽命。節(jié)電率在20 ～70 之間，具有巨大的節(jié)能效益。
參考文獻(xiàn)
[1]沈才芳．電弧爐煉鋼工藝與設(shè)備[M]．2版．北京：冶金產(chǎn)業(yè)出版社，2001．
[2]吳忠智，吳加林．變頻器應(yīng)用手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械產(chǎn)業(yè)出版社，1 995．
[3]王廷才，王本軼．風(fēng)機(jī)設(shè)備的變頻技術(shù)及應(yīng)用[J]．風(fēng)機(jī)技術(shù)，2004（4）：41?43，48．
[4]杜金城．電氣變頻調(diào)速設(shè)計(jì)技術(shù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2001．
[5]袁天祥．電動(dòng)機(jī)及其系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)[M]．北京：化學(xué)產(chǎn)業(yè)出版社，l991．
[6]滿(mǎn)永奎，韓安榮．通用變頻器及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械產(chǎn)業(yè)出版社，1 994．
[7]高壓變頻器在混鐵爐除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用[EB／OI ]．中國(guó)工控信息網(wǎng)，
[8]高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)HARSVERT?A系列技術(shù)手冊(cè)[Z]．北京：北京利德華福電氣技術(shù)有限公司，2004．
[9] 張燕賓．變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐[M]．北京：機(jī)械=I二業(yè)出版社，2000．
[1O]吳忠智，吳加林，黃立培．調(diào)速用變頻器及配套設(shè)備選用指南[M]．北京：機(jī)械產(chǎn)業(yè)出版社，2000．

    ,負(fù)壓風(fēng)機(jī)價(jià)格;     　　長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦由于受復(fù)雜的生產(chǎn)條件和環(huán)境影響，在礦用設(shè)備選型上都采用功率比較大的型號(hào)，電機(jī)全速運(yùn)行，大馬拉小車(chē)現(xiàn)象非常普遍，耗能十分嚴(yán)重。如何以技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新為先導(dǎo)，降低企業(yè)的生產(chǎn)本錢(qián)，進(jìn)步勞動(dòng)生產(chǎn)率是煤炭生產(chǎn)企業(yè)需要解決的迫切課題。

         　　煤礦主透風(fēng)機(jī)是煤礦的四大主要設(shè)備之一，作為礦井主透風(fēng)，它天天24小時(shí)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，是整個(gè)礦井的“呼吸”系統(tǒng)。然而隨著開(kāi)采及掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延長(zhǎng)，所需的風(fēng)量也將不斷增加，風(fēng)機(jī)所用功率也將加大。四季的交替，冷熱的變化，所需的風(fēng)量也需不斷調(diào)節(jié)。但煤礦原根據(jù)反風(fēng)及開(kāi)采后期運(yùn)行工況所設(shè)計(jì)的透風(fēng)機(jī)及拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的功率，通常遠(yuǎn)大于煤礦正常生產(chǎn)所需的運(yùn)行功率。

         　　礦井一般按開(kāi)采各階段中透風(fēng)最困難時(shí)期選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。一般礦山選型時(shí)，按實(shí)際透風(fēng)參數(shù)配備電機(jī)功率，計(jì)算方法如下：

        
K－功率儲(chǔ)備系數(shù)，一般取K＝1.1～1.15。
傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是根據(jù)風(fēng)量所需的多少，靠調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、葉片角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從透風(fēng)機(jī)選型的過(guò)程和煤炭生產(chǎn)的實(shí)際情況，透風(fēng)機(jī)恒速運(yùn)行存在以下幾個(gè)題目: 

         1．電能的嚴(yán)重浪費(fèi)

         　　大型煤礦的服務(wù)年限大多在幾十年以上，投產(chǎn)初期到井田穩(wěn)定開(kāi)采一般在十年以上，但是一般主扇風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上余量特別大，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間主扇風(fēng)機(jī)一直處在較輕負(fù)載下運(yùn)行。由于煤礦主扇風(fēng)機(jī)一般采用檔板調(diào)節(jié)，因此造成能源浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)本錢(qián)。

         2、啟動(dòng)困難，機(jī)械損傷嚴(yán)重 

         　　主扇風(fēng)機(jī)采用直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)電流大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的盡緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。而高壓電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力，嚴(yán)重影響到電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的使用壽命。 

         3、自動(dòng)化程度低 

         　　主扇風(fēng)機(jī)依靠人工調(diào)節(jié)檔板，更不具備風(fēng)量的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能，自動(dòng)化程度低。在故障狀態(tài)下，如風(fēng)騷短路，將對(duì)礦井正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。 

         　 變頻調(diào)速器作為一種新型的電力變換裝置，已成熟地應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，不但啟動(dòng)輕易，節(jié)能效果明顯，而且對(duì)電機(jī)保護(hù)功能齊全。因此，為保證礦井生產(chǎn)的安全，降低生產(chǎn)本錢(qián)，進(jìn)步自動(dòng)化程度，對(duì)礦井透風(fēng)機(jī)的變頻改造就成為勢(shì)在必行的工程了。 

         二、對(duì)旋軸流透風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)

         　　兩級(jí)的軸流透風(fēng)機(jī)中，有一種很好的設(shè)計(jì)方案。它是將一個(gè)葉輪裝在另一個(gè)葉輪的后面，而葉輪的轉(zhuǎn)向彼此相反，稱(chēng)為對(duì)旋型軸流透風(fēng)機(jī)，或?qū)χ檬捷S流風(fēng)機(jī)。

         　　煤礦對(duì)旋風(fēng)機(jī)因其主要由該透風(fēng)機(jī)采用兩級(jí)葉輪對(duì)旋式結(jié)構(gòu)，兩級(jí)葉輪分別由容量及相同型號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，從進(jìn)風(fēng)口看，第一級(jí)葉輪順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，第二級(jí)葉輪則逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)。當(dāng)空氣流進(jìn)第一級(jí)葉輪獲得能量后并經(jīng)第二級(jí)葉輪排出，第二級(jí)葉輪兼?zhèn)淦胀ㄝS流風(fēng)機(jī)中靜葉的功能，在獲得整直圓周方向速度風(fēng)量同時(shí)，增加氣流的能量，從而達(dá)到普通軸流式透風(fēng)機(jī)不能達(dá)到的高效率，高風(fēng)壓。

         它與普通軸流風(fēng)機(jī)相比有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)

         　　1）可以省略導(dǎo)葉，因而具有較短的結(jié)構(gòu)尺寸。

         　　2） 傳動(dòng)效率高。葉輪直接安裝在電機(jī)軸上，改變了傳統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，既避免了傳動(dòng)裝置的頻繁損壞，消除了能量損耗，也進(jìn)步了風(fēng)機(jī)裝置的傳動(dòng)效率，同時(shí)也進(jìn)步了使用效率。對(duì)旋軸流式透風(fēng)機(jī)由于沒(méi)有靜葉,不存在靜葉損失,地溝送風(fēng),因此,其效率比普通透風(fēng)機(jī)要高；

         　　3） 對(duì)旋軸流式透風(fēng)機(jī)具有較大的逆向送風(fēng)量,其一般可達(dá)70%～80% ,而普通透風(fēng)機(jī)的逆向送風(fēng)量?jī)H為30%～40%；

         　　4）軸流對(duì)旋風(fēng)機(jī)使用靈活。對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩級(jí)工作輪分別由兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因而對(duì)旋風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)不同的使用狀態(tài)，可進(jìn)行各式各樣的組合，使其中一級(jí)空轉(zhuǎn)可組成前導(dǎo)加動(dòng)葉級(jí)或動(dòng)葉加后導(dǎo)葉級(jí)，亦可配備一個(gè)靜葉作為附件，可以調(diào)節(jié)柵距以實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量調(diào)節(jié)。對(duì)旋風(fēng)機(jī)可變轉(zhuǎn)速和兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比來(lái)調(diào)節(jié)流量，這是對(duì)旋風(fēng)機(jī)所特有的。

         三、礦用對(duì)旋軸流透風(fēng)機(jī)的變頻改造的案例

         　　煤礦主透風(fēng)機(jī)在煤礦的安全生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。礦井的瓦斯爆炸，與巷道的透風(fēng)是否順暢，風(fēng)量的充足與否都有著直接關(guān)系，一旦透風(fēng)不暢，瓦斯?jié)舛壬�高到一定程度，即�?huì)造成爆炸塌井，造成重大事故，危及礦工的生命安全。如此重要的安全生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備，假如因某種故障而停機(jī)運(yùn)行，將會(huì)給整個(gè)礦山的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大威脅，因此，要求與之配套的高壓變頻器必須具備非常高的可靠性才能夠滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的要求。

         　　神華寧煤團(tuán)體汝箕溝煤礦在礦井透風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造中，東風(fēng)井BD-Ⅱ-10NO24/2×200KW、西風(fēng)井BD-Ⅱ-10NO30/2×280KW對(duì)旋軸流透風(fēng)機(jī)選用了北京利德華福公司生產(chǎn)的HARSVERT-A系列高壓變頻器�！　�2006年11月30日，正式投運(yùn)，運(yùn)行穩(wěn)定，一般都運(yùn)行在35～40Hz，節(jié)能效果良好。

         （一）HARSVERT-A系列高壓變頻用具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

         　　ARSVERT-A系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用單元串聯(lián)多電平技術(shù)，屬高-高電壓源型變頻器，直接6KV輸進(jìn)，直接6KV高壓輸出。變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和控制器組成。

         　　1.功率模塊結(jié)構(gòu)：功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電力，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過(guò)對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得到單相交流輸出。每個(gè)功率模塊結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致，可以互換。

         　　2.輸進(jìn)側(cè)結(jié)構(gòu)：輸進(jìn)側(cè)由移相變壓器給每個(gè)功率模塊供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，根據(jù)電壓等級(jí)和模塊串聯(lián)級(jí)數(shù)，一般由24脈沖系列、30脈沖系列、42脈沖系列、48脈沖系列等構(gòu)成多級(jí)相疊加的整流方式，可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形（網(wǎng)側(cè)電壓電流諧波指標(biāo)滿(mǎn)足IEEE519-1992和GB/T14549-93的要求）。使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1，無(wú)需任何功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置。由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對(duì)獨(dú)立，類(lèi)似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。 

         　　3.輸出側(cè)結(jié)構(gòu)：輸出側(cè)由每個(gè)功率模塊的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到門(mén)路正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，對(duì)電纜和電機(jī)的盡緣無(wú)損壞，無(wú)須輸出濾波器，就可以延長(zhǎng)輸出電纜長(zhǎng)度，可直接用于普通電機(jī)。同時(shí)，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除負(fù)載機(jī)械軸承和葉片的振動(dòng)。

         　　當(dāng)某一個(gè)功率模塊出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)控制使輸出端子短路，可將此單元旁路退出系統(tǒng)，變頻器可降額機(jī)械運(yùn)行；由此可避免很多場(chǎng)合下停機(jī)造成的損失。

         　　4.控制器：控制器由高速單片機(jī)、嵌進(jìn)式人機(jī)界面和PLC共同構(gòu)成。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PWM控制。嵌進(jìn)式人機(jī)界面提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操縱界面，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制。內(nèi)置PLC則用于柜體內(nèi)開(kāi)關(guān)信號(hào)的邏輯處理，可以和用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)靈活接口，滿(mǎn)足用戶(hù)的特殊需要。

         　　控制器與功率單元之間采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時(shí)具有很好的抗電磁干擾性能，可靠性大大進(jìn)步。另外，交流220V控制電源掉電時(shí)，控制器可由配備的UPS繼續(xù)供電，（散熱風(fēng)機(jī)電源取自移相變壓器）變頻器可以繼續(xù)運(yùn)行。 

         （二）概括起來(lái)其主要應(yīng)用效果如下：

         　　1．變頻起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何沖擊。由于變頻器改造后風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)變頻軟起動(dòng)，避免了起動(dòng)電流的沖擊，不僅對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何沖擊，而且還可以隨時(shí)起動(dòng)或停止；

         　　2．按需調(diào)節(jié)風(fēng)量，避免浪費(fèi)。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量不再需要由風(fēng)門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)，而是由變頻器通過(guò)變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)范圍可以從0%?100%；因而可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨意調(diào)節(jié)風(fēng)量，減少了不必要的浪費(fèi)； 

        ,車(chē)間通風(fēng); 　　3．變頻節(jié)能運(yùn)行，節(jié)約了大量能源。由于變頻改造后不再使風(fēng)機(jī)一直處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)，節(jié)能率高達(dá)63%以上； 

         　　4．降低風(fēng)機(jī)工作強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的大部分工作時(shí)間都在較低的速度下運(yùn)行，因而大大降低了風(fēng)機(jī)工作的機(jī)械強(qiáng)度和電氣沖擊，將會(huì)大大延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命，降低維修強(qiáng)度； 

         　　5．可使電動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)直接相連接，減少傳動(dòng)環(huán)節(jié)的用度； 

         　　6．電機(jī)和風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度下降，潤(rùn)滑條件改善，傳動(dòng)裝置的故障下降； 

         　　7．系統(tǒng)壓力降低，對(duì)管道的壓力和密封等條件緩解，延長(zhǎng)使用壽命；

         　　8．系統(tǒng)完善的監(jiān)控性能和高可靠性進(jìn)步了工作效率，減少了檢驗(yàn)和維護(hù)的工作量。

         　　9．需要留意的是煤礦對(duì)旋風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速后，一般情況下要求兩臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行頻率盡量一致，從而保證電機(jī)轉(zhuǎn)速一致。避免一臺(tái)轉(zhuǎn)速高，一臺(tái)轉(zhuǎn)速低，形成風(fēng)阻，影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。

         四、結(jié)束語(yǔ)

         　　總之，礦用透風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速，不但實(shí)現(xiàn)了軟起停，節(jié)約了電能，而且可根據(jù)巷道的風(fēng)量需求方便的進(jìn)行調(diào)速，應(yīng)用效果是十分理想的。我國(guó)的煤礦企業(yè)相當(dāng)多，高壓變頻器在這一方面的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)是十分廣泛的。

         參考資料：

         1．《高壓變頻調(diào)速和斬波內(nèi)饋調(diào)速在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用》，焦煤機(jī)電??2006省煤炭系統(tǒng)機(jī)電運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文
2．《HARSVERT-A高壓變頻器技術(shù)手冊(cè)》，北京利德華福電氣技術(shù)有限公司