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风 机 型号：BD-II-8-No.26 变 频 器 变频器型号：HIVERT-Y06/120P 静压：1200-4200Pa 额定输入电压：6+15%kV 风量：185-95m3/s 额定输入电流：120A 厂家：湖南湘潭平安电气集团 输出电压：0-6kV 电 动 机 型号：YBF630SI---8 输出电流：0-120A 功率：2×450kW 输出频率：0-50Hz 额定电压：6kV 控制方式：空间电压矢量控制 额定电流：2×56.6A 额定转速：744r/min 第29页，共58页，编辑于2022年，星期三 海孜矿中央风井主扇风机 第30页，共58页，编辑于2022年，星期三 第31页，共58页，编辑于2022年，星期三 *风机变频调速节能分析 变频调速是通过改变电源频率f来调节电动机转速的。根据风机、水泵的相似定律，变速前后风量、风压、轴功率与转速之间关系为：Q1/Q2=n1/n2H1/H2=（n1/n2）2P1/P2=（n1/n2）3Q1 、H1、P1—风机在n1转速时的风量、风压、轴功率；Q2、H2、P2—风机在n2转速时相似工况条件下的风量、风压、轴功率。 假如转速降低一半，即：n2/n1=1/2，则P2/P1=1/8，可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。 第32页，共58页，编辑于2022年，星期三 调节风机转速与调节风门改变风量，风机运行的工况点和特性如图所示。调节通风机转速改变风量的运行方式节电效果显著。 第33页，共58页，编辑于2022年，星期三 本项目首次将单元串联多电平式高压变频调速技术应用于矿井主扇风机上，改变了风机运行工况，提高了风机运行效率及装备水平，确保了矿井通风安全。由于两个电机的参数一样，由一台1000kW容量的高压变频器控制两台电机，开环定速运行，风量风压控制在满足矿井的需要，大大降低能耗，减少维修工作量。因此，研制高压变频调速装置，降低风机运行速度，同时调整叶片角度在最佳角度，风机在高效区域运行，既满足矿井风量要求，又提效节能。 第34页，共58页，编辑于2022年，星期三 风机供电系统图 第35页，共58页，编辑于2022年，星期三 系统结构 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，无法直接逆变输出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。采用功率单元串联，叠波升压，充分利用常压变频器的成熟技术，具有很高的可靠性。 单元A1 单元B1 单元C1 电动机 输入三相交流电 源 单元A2 单元C2 单元B2 单元A3 单元C3 单元B3 单元 A4 单元C4 单元 B4 单元A5 单元C5 单元B5 移相二 次线圈 隔离变压器 功率单元 图 HIVERT 高压变频器 6KV 系列主电路图 第36页，共58页，编辑于2022年，星期三 变频器输出是将每相5个三相输入、单相输出的低压功率单元串联叠波得到。3相输出Y接，中性点悬浮，得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。图3.4为6kV 变频器的电压叠加示意图。  6kV电压叠加图 第37页，共58页，编辑于2022年，星期三 隔离变压器付边采用延边三角形接法，绕组间有12°的相位差，相当于30脉冲整流输入，从而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流。下图为6kV系列输入电流实录波形，电流峰值120A，几近完美的正弦波。 无需在输入侧安装滤波器，正常调速范围内功率因数大于0.95，无需功率因数补偿电容；可以减少无功输入，降低供电容量。 输入电流波形 第38页，共58页，编辑于2022年，星期三 快熔 二极管整流 直流环节 逆变输出 单元输出 原理——功率单元 功率单元通过光纤接收信号，采用空间矢量正弦波脉宽调制（PWM）方式，控制Q1～Q4 IGBT的导通和关断，输出单相脉宽调制波形。 功率单元具有旁路功能。 第39页，共58页，编辑于2022年，星期三 系统构成方案：为了充分利用变频器和保证系统运行的可靠性，系统共设置了三个切换柜。下图为高压变频器改造过程中高压变频器柜，变频器电源柜和三台切换柜。3#切换柜对应东台风机，2#切换柜对应西台风机，1#切换柜的手柄打到上位置时变频器输出对应2#切换柜，1#切换柜的手柄打到下位置时变频器输出对应3#切换柜。 第40页，共58页，编辑于2022年，星期三 第41页，共58页，编辑于2022年，星期三 串联铜排 散热器 Y接中点短接线 快熔 三相输入电缆 输出电流检测