自动化论文发表变频调速装置的应用研究

　　自动化(Automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。本文发表在《制造业自动化》，文章主要论述变频调速装置在煤矿生产中的应用研究，是自动化论文发表范文，供工程师职称评审参考。

　　1 、前言

　　当前,我国煤矿使用的局部通风机数量多,功率大,是能耗最大和浪费较严重的设备之一。从理论上讲,对风机调速是调节风机性能、降低能耗的最佳方法之一。随着科学技术的不断发展,防爆变频调速装置以其卓越的调速性能,显著的节能效果在煤矿领域得到广泛的运用。

　　2、概况

　　煤矿井下局部通风机是用量大、耗能大的常用设备，每年需求量在数千台以上，但在性能调节功能上，基本上是空白。从理论上讲，调速是调节风机性能最经济、有效的手段。阻碍变频调速技术在局扇上应用的主要原因是价格昂贵，节能效果差，变频器可靠运行难。随着对煤矿安全生产重视程度的增加，一些明显存在安全隐患工作场所，要求必须对风机性能进行调节。因此风机，我矿与煤炭科学研究总院重庆分院合作，根据当前我矿的具体情况，在原有矿用通风机自动调速装置的基础上进行了技术改进，研制了一套ZJTS型矿用通风机自动调速装置，并投入使用。该变频调速装置采用了IGBT变频调速技术、热管散热技术以及智能控制技术,可根据不同的运行工况,通过检测不同地点的瓦斯浓度,自动调节通风机的风速,达到高效排瓦斯和节能通风的目的。

　　3、调速装置的结构设计

　　该调速装置的总体结构主要由人机操作界面、隔爆箱体、真空热管散热器、双电源控制器、进出线接线腔、变频调速控制系统、本安电源、双风机控制器、频率转换器等单元组成，外接瓦斯浓度传感器和主、备局部通风机。实现了按设定瓦斯浓度值，自动调节通风机转速，达到按需定量通风的目的。同时也实现了专用供电线和备用供电线、主通风机和备用通风机的自动切换的目的。

　　4、调速装置的工作原理

　　调速装置的频率转换器把瓦斯浓度传感器的频率或电流信号转换成模拟信号，然后经控制器处理后，去控制变频器，让变频器输出相应的频率，控制风机的运转。实现了调速装置根据不同的瓦斯浓度传感器值输出不同的频率来控制风机电机的运行速度;控制面板又通过转换器与控制器连接

　　总体结构图

　　来实现调速装置各种参数的显示和设定。当专用供电线有故障或停电时，备用供电线就通过双电源控制器工作，这时通过双风机控制器切换让备用风机工作;当专用供电线恢复正常供电时，双电源控制器切换让专用供电线工作，这时双风机控制器切换让专用风机工作。

　　电气原理图

　　5、调速装置的主要特点

　　5.1自动化程度高。

　　通风机性能的最佳调节方式是变转速调节，而改变通风机转速最经济、适用的万式是改变输入电源的频率。该调速装置通过对工作地点瓦斯浓度实时检测，用变频调速器和自动控制系统，智能地自动调节通风机输入电源的频率风机，达到按需通风的目的。适用长时间、无人值守连续工作。

　　5.2主要元部件品质高。

　　该调速装置主要元部件:整流器、IGBT逆变器、控制系统等均采用国外著名品牌，其 主要特点是体积小、重量轻、发热量小，运行可靠，非常适合安装在井下隔爆箱体中。专门定作的散热器外形美观、实用、可靠。

　　5.3直观、清晰的液晶显示屏。

　　大屏幕液晶显示屏随时监视风机、变频器、瓦斯浓度运行状态，报警用文字说明，画面直观、清晰。可随时选择操作状态(自动、手动)，设定最低输出频率值和瓦斯浓度值。超过规定的瓦斯浓度值，输出报警信号。

　　5.4系统运转稳定可靠。

　　该调速装置从瓦斯信号的采集，控制模块的分析、运算，各单元之间的通讯，到执行 机构运行，均采用国内先进技术和元件。软件部分逻辑关系清晰明确，操作性强，经长期运行试验，系统运转稳定可靠。

　　5.5安全性好

　　具有过流、缺相、过电压、欠电压、过热等完善的软硬件保护。

　　6、调速装置的主要功能

　　6.1掘进工作面限量排放瓦斯，实现最大效率安全排放。

　　因意外停电或计划停风而造成掘进工作面瓦斯超限时，该调速装置可自动以接近于混合处的瓦斯浓度安全值进行排放，避免人工排放时，难以控制瓦斯浓度风机，超量排放问题。

　　6.2采煤工作面限量抽排瓦斯，形成安全可控的引排系统。

　　用于引排系统处理采煤工作面上隅角瓦斯积聚时，瓦斯传感器探头放置在测试风筒中，检测风流中瓦斯浓度，即进入风机风流中的瓦斯浓度。该调速装置根据设定的瓦斯浓度安全值，自动地调节通风机转速，确保抽出式通风机进口的瓦斯浓度不超过3%，实现安全抽排。

　　6.3节能运行

　　当瓦斯浓度值在安全设定值以下时，根据工作面瓦斯涌出量的大小自动控制转速调节风量，既保证了瓦斯浓度不超限，又可避免风量过大而扬尘，影响工作环境，实现节能通风论文提纲怎么写。

　　6.4正、反转切换功能

　　可通过按液晶显示屏里风机转向画面的正转选择数字键或反转选择数字键来切换，而无须改变局扇接线即可改变局扇的转向。

　　6.5主、备用风机自动切换功能

　　当主风机或备用风机出现故障时，调速装置会自动切换让备用风机或主风机工作;实现主、备用风机自动切换功能。

　　6.6双电源自动切换功能

　　当专供线路或备用线路有故障或停电时，调速装置会自动切换让备用线路或专供线路工作;实现双电源自动切换功能。

　　6.7闭锁接口功能

　　●风、电闭锁功能，当风机运行后输出一个常闭触点。

　　●瓦斯、电闭锁功能:当瓦斯浓度传感器值大于设定值时，调速装置输出一个常开触点。当瓦斯浓度传感器值小于设定值时，调速装置输出一个常闭触点。

　　6.8手动控制功能。

　　可通过液晶显示屏手动控制画面来选择手动控制风机，局扇运转频率值可以在0比到5OHz之间设定。

　　6.9报警文字显示功能

　　当调速装置有故障、报警时，液晶显示屏会自动弹出报警信息，用文字说明故障、报警的原因及处理万法。

　　7、结束语

　　通过ZJTS型矿用通风机自动调速装置在我矿的使用，充分达到了节能高效的效果。在同等条件下与无调节性能的高效风机相比，平均运行效率可提高15%左右，节省电能，对大功率风机，效果尤为明显。

　　总之，ZJTS型矿用通风机自动调速装置具有广泛的推广应用价值，不仅增加了效益，尤其对加强煤矿的安全生产具有重要的意义。

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