非标自动化设备：浅析变频器在供热系统换热站的应用

发布日期：2024-11-18

非标自动化设备　　在建矿较早的矿井提升主电动机冷却系统中均采用工频为50Hz定转速运转的电动机，这样既浪费电能也使风机因常年高速运转而降低使用寿命。
　　为了解决这个问题，在冷却风机电动机电气控制回路中加装变频装置和可编程控制器，这样可实现节能和提高该冷却系统的使用寿命。
　　2工作原理（1）控制冷却风机转速主要采用的部件是变频器和温度控制仪。当安装在提升主电动机通风出口处的温度检测点（PT100）检测出温度仪表信号后，与温控仪与温控仪内部设定值进行比较，产生一个差分信号，经温控仪内部的模糊PID控制调节后产生一个0～20mA的直流信号，考虑手动时采用电压信号（电流信号易损失），故在温控仪输出控制口并联一只500Ψ的电阻，把0～20mA的电流信号变成0～10V的电压信号从变频器的第二输出口输入，此信号经过PID处理，可直接控制变频的转速。当检测温度与设定值相同（或相近）时PID输出不变，风机转速不变。当检测温度发生上升或下降趋势， PID的输出相应发生变化而引起变频器输出变化，带动风机转速发生变化，控制提升主电动机内部温度大致维持在设定温度。
　　（2）吹除碳刷的积尘和积碳冷却系统未实现自动控制时每天必须定时以最大的风量对主电动机的碳刷进行吹尘，防止碳刷积尘、积碳。采用可编程控制器后，设定每天两个时间煤矿机电段使变频输出50Hz的最高速，可编程序控制器第一输出Q闭合，通过Q把变频器控制排上的第一个端子上的10V电压直接加到变频器的第二模拟口，而在设定时间以外，Q断开，可编程序控制器第二输出Q闭合（Q为非门关系）。Q闭合时，变频器的2号模拟口的输入量由温控仪的输出控制，在设定时间内，自动控制的信号量由变频本身的10V信号控制，在设定时间外，由温度控制仪实现闭环PID调节。
　　（3）手动与自动转换当冷却系统需要检修或处理异常情况时脱离闭环控制，转到开环手动控制上。闭环时电机转速由温度来决定，开环时由人工直接调整。
　　闭环控制信号从变频器的2号模拟口输入，开环信号从变频器的1号模拟口输入， 1号、2号之间的信号转换由主令开关（手动或自动转换）完成。开环信号主电压10V由变频器的控制口1端引出，经由多圈金属可变分压器分压后产生一个0～10V的人工可调直流电压信号，输入到控制口的2端可达到手动调频的目的。
　　3控制回路控制回路见图2.控制电源合上后，首先由主令开关SA1作出选择。如选择变频运行，中间继电器K合上，K常闭联锁，通过K的常开，使主接触闭合，对变频器进行预通电，KM常闭联锁为旁路继电器）。KM闭合后，接通时间继电器KT延时闭合，延时时间应保证变频器内部充电和自检的时间，通过时间继电器KT的延时闭合触点接通主接触器KM 2，使变频器与冷却风机电动机接通。此时变频的进出线路均已接通（KM互锁， K和K互锁，按钮SA之间互锁，主令开关SA的分档选择相当于四重互锁保证变频运行和旁路运行不能同时作用，确保变频器的安全），但变频仍处于待机状态，没有启动也没有输出，只有当SA闭合时K闭合，通过K提供的起动信号，变频器才能启动。当KM未闭合不起作用。
　　如选择在旁路运行，SA转到旁路，中间继电器等待闭合，FA为断相热继电器起保护过流和断相用。SA闭合，K接通，通过K的常开触点，接通旁路主接触器KM 2，此时旁路投入运行。
　　该装置已在淮南矿业集团潘一矿副井投入运转，气温较低时，提升主电动机内部的温度一般不超过设定温度18°C ，气温最高时，变频器的输出频率为50Hz.从运行情况可以看出，由温度控制的变频调速系统，使用效果明显，实现了节能并提高了冷却系统的使用寿命。
　

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