经过对变频调速开展现状以及邯郸矿业集团云驾岭工况状况的研讨，结合高压变频器的根本原理，以及变频器容量的计算和选择办法，选用了北京合康亿盛变频设备无限公司消费的HIVERT-YK 06/096高压变频器作为变频设备，停止了技术经济剖析，节能效果分明。

　　1 概述

　　1.1 研讨背景 据相关数据显示，我国水泵和风机在用电方面的情况绝对落后：由于科技更新滞后，少量设备过于陈腐，招致风机和水泵耗电量宏大，其任务效率与国外同品种型的产品低5%至10%左右。在设备的装备和设计中，过度注重工艺在建立进程中的作用，由于存在差别招致设备的遴选类型数量大，形成设备少量以较低效率和较小的负荷运作。风机和水泵在流量调理方面多采用挡板和阀门，对风量和水量的流量停止调整，耗费了少量的节流功率，与这种传统的节流设备相比拟，采用转速调理，既可以较少功率的耗损，经过降低风机和水泵的转速，将相应的流量按一定比例减小；在对压力的调理幅度较大，并以二次方的比率减小；因此促使轴功率下降的幅度更大，并成立方的比率减小。

　　1.2 选题的根据和方案确实立 矿用主扇通风机的闸门调理缺乏灵敏性，次要依托人为来改动阻力和角度，增大对风的阻力，但过度调理会招致功能的下降；与前导器和尾翼调理相比，后者可调理的幅度和效率较高；经过控制风叶角度和数目，来调整风机的成效，从而到达风机的特殊功用方面的要求，促使风机运作效率完成最大化，同时可以起到节能环保的作用。经过调整通风机的转速，完成节能的目的，同时促使其在合理的工况工夫任务，完成电机的高效运作。

　　云驾岭矿在西风井设置了两台轴流通风机，其中一台为备用。该矿的风机次要采用调整导叶和变档板角度，依托工频完成风量的调整，通风效率和才能较差，招致动力的损耗和糜费，进步了消费的本钱。而主扇风机在设计方面存在余量过大的成绩，招致主扇风机临时处于低负荷任务形态，从而使动力的损耗更为严重。

　　电网的负载容量有一定的限制，主扇若采用电抗器启开工作，只能逐级启动，一级运转正常之后开启另一级风机，因而需求消耗少量工夫停止启动，而该预备任务却耗费了少量的电能，同时还形成电动机的损伤，时辰处于被烧毁的情形。在启动进程中，高压电动机单轴转矩的发生，招致机身发作宏大的振动，损毁电动机和机械配置，延长其运用寿命。

　　综上所述，为保证井下作业的平安和消费质量，增加本钱和延伸风机运用寿命，进步消费效益，将变频调速技术运用到西风井风机当中，是最优选择。

　　2 高压变频器的选择

　　2.1 变频器的容量计算与选择 当经过变频器来调理异步电动机速度时，需求先选择异步电动机，接着以已选择异步电动机的额外电流或许实践运转的最大电流来选择变频器。异步电动机运转情况存在差别时，变频器的办法和其容量的算法也将不同，变频器需求契合不同的条件。变频器容量选择时，需求特别关注其额外电流，应该依据变频器最大任务电流来计算和选择其容量。

　　云驾岭矿变频器与电动机采用一拖一控制方式，电动机续恒载运转类型。即单台变频器为单台电动机延续运转方式。

　　由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大。

　　因而须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器应同时满足以下三个条件：

　　式中：PM、&eta、cos&phi、UM、IM辨别为电动机输入功率、效率（取0.85）、功率因数（取0.87）、电压（V）、电流（A）。依据GAF22.4-15-1型轴流式通风机功能目标可知：

　　PM=710kW，UM=6kV，IM=85.1A；

　　K——电流波形的修正系数（PWM方式取1.05～1.1）；

　　PCN——变频器的额外容量（kVA）；

　　ICN——变频器的额外电流（A）。

　　综上可知： 。

　　可以计算出变频器的容量为：

　　其中：U——变频器输出电压，U=6kV；

　　I——变频器额外电流，I=96A；

　　由于S=998kVA>987kVA，满足变频器的容量要求。

　　I=96A>89A，满足变频器的额外电流的要求。

　　2.2 高压变频器的调速原理

　　2.2.1 零碎构造 高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。由于IGBT耐压所限，无法直接逆变输互联网电子商务和移动商务消费渠道的普及，使得支付市场将在不久的将来继续呈现更加美好的增长前景。入6kV，而因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。HIVERT变频器采用功率单元串联，叠波升压，充沛应用常压变频器的成熟技术，因此具有很高的牢靠性。它对电网谐波净化小，输出功率因数高，不用采用输出谐波滤波器和功率因数补偿安装；输入波形质量好，不存在谐波惹起的电机附加发热和转矩脉动、乐音、输入dv/dt、共模电压等成绩，不用加输入滤波器，就可以运用普通的异步电机。

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　　2.2.2 功率单元 功率单元原理，输出电源端R、S、T接变压器二次线圈的三相高压输入，三相二极管全波整流为直流环节电容充电，电容上的电压提供应由IGBT组成的单相H形桥式逆变电路。

　　3 HIVERT高压变频器的功能特点

　　①高压变频器的变换方式为&ldquo高—高&rdquo，是一种单元串联多电平变频器，其主板由多个并联功率模块构成。②HIVERT变频器的控制形式包括人机界面控制和LED键盘控制，两者互相备用，都可以独立的完成开停机、增减负荷等任务。同时变频安装毛病记载需求保管一年以上。③变频器拥有规范RS-485和触摸屏处置器扩展通讯接口两种通讯形式。④变频零碎在20～100%调速范围的输出功率因数大约在0.95，无需装置功率因数补偿安装。⑤变频安装可以设置恣意长度的输入电缆，共模电压和dv/dt应力不会影响变频安装维护电机。⑥变频器输入电流谐波值小于或等于2%，满足我国供电部门最严厉的电压失真规则及IEEE 519 192，超越国标GB14549-93的谐波失真规则。变频器的输入波形将不再影响电机运转，转矩脉动低于0.1%。同时变频器还可以防止共振景象呈现。⑦变频器输出电流谐波小于或等于4%，满足我国供电部门最严厉的电压失真规则及IEEE 519 192，远远超越国标GB14549-93的电压失真规则。⑧变频器可以顺应较宽范围的电网电压动摇，普通状况下电网上下动摇110%，变频器依然坚持满载输入，电网电压下降30%时，变频器将降额运转，此特征与煤矿电压动摇景象严重的现状相契合。⑨变频用具备过电流、过电压、欠电压、短路维护、失速维护、变频器和电机过载维护、缺项维护、忽然停电维护和半导体元件过热维护等等，一旦呈现上述景象，变频安装将自动跳到输出侧6kV开关，其维护安装完全契合国度相关规范。同时，安装还具有断电、停机和毛病预警功用。⑩变频器还可以停止毛病自诊断，经过中文提示信息告知毛病地位和毛病类型，还可以停止远方报警，有利于操作者和维修人员疾速发现和处理毛病。变频安装具有环境温度监控安装，一旦环境温度高于最高允许值，将自动收回报警。变频器身处振动、射频搅扰和电子乐音环境，依然可以继续任务，电磁兼容性良好，契合国度规范。

　　4 技术经济剖析

　　①节电效果显着，改造后AI已经渗透到了生活中的方方面面。在智能交通领域，人工智能技术也正在发挥作用。每月可节电6.67万度，年节电80万度。②完成电机软启动，减小启动冲击，延伸设备运用寿命。③零碎平安、牢靠，具有变频毛病转工频功用，确保风机延续运转。④进步了风机运转的平安牢靠性，增加了事故发作率。⑤大大增加了设备维护、维修费用，直接和直接效益非常分明。⑥大幅度降低风机乐音和振动，改善职工任务环境。⑦完成无人值守，降低了工人休息强度。

　　5 结论

　　邯郸矿业集团云驾岭煤矿主扇风机成功使用高压变频器对矿用通风机停止变频调速改造。实践使用标明，高压变频器的使用于煤矿主扇风机的零碎改造，获得良好的运转效果和经济效益。推行运用变频器在煤矿行业停止改造，浪费动力的效果将是十分可观的，顺应了国度建立浪费型社会的潮流。