1 概述
跟着大功率晶体管(GTR)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等电力电子器件的很多出产，变频技能得到了迅猛开展，并敏捷运用到各个领域出产之中，这不只进步了设备的主动化程度，并且促进了出产工艺的开展，一起还具有较高的节能作用，经济效益和社会效益都比较显着。
在选煤厂的常用设备中，有许多设备在作业期间作业参数是改动不定的，如水泵、风机、跳汰机排料设备、给煤机等。因而，为了满意出产工艺要求，就需求对上述设备的作业状况进行调理。
以水泵为例，因为水泵在作业期间流量改动不定，需求对泵的流量进行调理。现在选用的调理办法首要有两种：一是节省调理，二是变速调理。所谓节省调理是经过改动泵出口阀门的敞开度来改动泵本身的特性曲线，到达调理流量的意图;而变速调理则是运用泵的流量与转速成正比的联系来改动泵本身的功用曲线到达调理流量的意图。前者是以添加阻力献身能量为价值的流量调理，当流量削减时，电机的输出功率并未随之削减，这些电能首要被耗费在出口阀门上，在阀门闸板上发生应力会集及悬浮液流速加快，然后加重了阀门和管路的磨损。构成毛病多，修理量大，致使选煤本钱居高不下，影响了企业的经济效益。据统计，泵、阀门、管路毛病率及维护资料费用占全厂费用的40%以上。从节能的观念来看，选用变速调理操控泵的流量是科学而经济的，特别是当电机功率较大时，其节能作用更明显。依据流体机械力学原理及选煤厂的设备实践作业状况，运用变速调理的节能率可到达30%以上，设备寿数可添加40%以上。变速调理的办法许多，包含调压变速、电磁调速、变极调速和变频调速等，经过分析研究，最适合选煤厂主动化要求的仍是变频调速技能。推而广之，选煤厂其他很多设备选用变频调速操控，亦能收到杰出作用。
2 变频器电路结构及功用
变频器分为直接式和直接式两种，其间直接式变频器运用较广，主电路选用晶闸管三相桥式整流，经滤波器滤波后输出安稳的直流电压，逆变器将安稳的直流电压逆变成既可调压又可调频的三相沟通电源，完结调理电机转速的意图。整个操控回路选用CPU进行速度、电流、电压调理，完结了实时操控、事端报警、显现等功用。
变频器既能内部操控，也能外部操控，经过设定操作可完结多种功用。其间维护功用有：过载维护、瞬时停电维护、过流维护、短路维护、欠压维护、直流过电压维护、过热维护、防失速维护及本身维护等，变频器设有多种U/f 曲线，经过挑选，可获取所需转矩特性。经过频率设定功用可挑选基准频率、上下限频率、发动频率、作业开端频率、制动开端频率等。经过加减速设定功用，可确认加减速形式、加减速时刻等。合作各种传感器
与PLC 接口，可完结开、停、正回转、速度挑选主动操控等。
3 变频调速技能的原理及特色
因为异步电动机的同步转速与电源频率成正比，所以经过改动电源频率就能够改动电机的转速，这便是所谓的变频调速。因为变频调速基本上坚持了异步电动机固有特性转差率小的特色，功率高、调理规模宽、精度高，并可完结无级调速，因而，它是异步电机比较抱负的调速办法。
变频调速选用大功率晶体管逆变器和微机或变频PWM芯片操控脉冲调制技能，经过输出具有不同频率的电压和电流来改动沟通电机的转速，然后到达调理设备作业状况的意图，变频调速具有如下特色。
1)机械功用好，发动转矩大，发动电流小。选用PWM正弦波脉冲调制办法，可使电动机的转矩脉动小，完结软发动，并且作业平稳，能够大大削减大功率电动机发动时对沟通电网的冲击。
2)调速规模广，可完结滑润无级调速，精度高达0.5%，频率改动规模大，能广泛习惯各种出产环节的需求。
3)节能作用明显，理论上节能可达30%～60%以上。
4)变频器留有各种标准接口，便于与压力、液位、流量传感器及微机体系衔接，完结主动操控。
5)变频器设备简略、调试便利、操作简略。
6)在各种发动调速设备中，变频调速设备是仅有一起兼有发动和调速两层功用，并可与其他各种调速设备完结速度匹配的调速设备。
运用变频调速设备的含义在于：
1)能够运用各种传感器完结设备作业的在线实时操控，进步产品质量;
2)运用闭环作业办法，能够削减调整作业量和削减操作人员，进步作业功率;
3)就流体机械而言，与节省调速比较，节能作用明显;
4)运用变频调速完结节省，因为不再运用价格昂贵的浆液阀，因而也就不在存在阀门闸板上的应力会集问题，大大削减了修理作业量和修理费用，延长了设备寿数，下降了选煤本钱。
4 变频调速技能在南屯矿选煤厂的运用实例
变频调速技能在南屯矿选煤厂首要用于各种水泵、跳汰机给煤机的调速，以及经过变频调速来完结各种不同品种的调速设备之间在出产才能上的匹配或工艺流程上的动态平衡。
4.1 在跳汰机中的运用
选煤出产所用跳汰机需求依据床层厚度及时调整排料速度，以确保分层安排妥当的床层在产品别离的过程中不再呈现紊乱，削减污染，其中心问题是安稳分选密度和改进排出物料的成分。因而规划一种依据床层厚度来调整排料闸板排料速度的操控体系，很有必要。
选用PLC 和变频器对跳汰机两段排料施行微机操控，不只功用彻底，操作便利，并且整个操控体系作业牢靠。其操控办法为：选用不锈钢顶级浮漂及传感器二次外表来丈量床层厚度，其丈量值送入PLC后与体系设定值进行比较，以此比较信号作为操控信号送变频器，来操控电机转速，然后完结主动调整排料速度的意图。
选用这种操控体系最首要的是要确保传感器信号能正确反映床层厚度，当原煤数量、质量呈现过大改动，导致床层信号与排料量间的联系发生改动时，有必要及时调整操控体系。只需排料体系能正常作业，就可完结安稳床层厚度，安稳分选密度的意图。
4.2 在给料机中的运用
在选煤出产中，需求经过调整给料机给料量的巨细来满意工艺要求，如：煤仓给煤量按要求定比配装，跳汰机给煤量要均匀可调，满意产品质量指标要求等，在南屯矿选煤厂，跳汰机给料使命由LG系列链式给料机来完结，在操控体系中选用变频调速技能完结了这一意图。经过修正设定值改动变频调速体系频率输出，改动电机转速，完结调整给料量。
GZG给煤机选用2 台同一标准的ZG型惯性振荡器为振源。依据简谐振荡原理可知：谐振频率调和振振幅都跟着角速度的增大而增大，因而，经过手动或设定值改动变频调速体系输出值，调整电机转速，经过改动角速度来改动谐振频率与振幅，即改动箱体振荡频率，使物料接连以箱体频率向前跳动，到达调整给料量的意图。
4.3 操控加压过滤机给料泵转速
加压过滤机矿浆槽液位上限是按过滤功用最差的矿浆所需求的最短时刻来确认的，矿浆槽液位下限则是按能彻底浸没过滤件并能构成最小厚度滤饼来确认的。加压过滤机矿浆槽液位上限是需求严格操控的，不允许发生溢流。
依据泵的功用公式，咱们知道流量q 与转速n成正比，因而，可选用变频调速技能操控泵的转速然后调理流量。
矿浆槽液位凹凸经过储浆槽压力变送器送给二次外表，输出DC 4~20 mA 信号，在信号隔离器内转变为DC 1~5 V信号，然后送入液位调理器进行比较扩大，输出DC 4~20 mA信号，操控变频器频率，然后到达操控给料量的意图。假如储浆槽液位超越预先设定值时，电动履行器动作，履行放空。
在功用设守时，选用恒转矩办法，下限频率设为10 Hz，上限频率设为50 Hz，加快时刻要设定得长一些，减速时刻要设定得短一些。这样，需求增大流量时，不致因增大过快而发生溢流;储浆槽液位超限时，又能敏捷减小流量，防止溢流。
变频调速技能在我厂运用非常遍及，咱们正准备施行罗茨风机变频改造，运用变频调速技能安稳风压，到达进步分选功率、安稳产品质量的意图。
5 运用变频调速技能的准则
变频调速技能是一种高功率的调速技能，但在选煤出产中运用时，必定要注意变频设备的设备方位和操作环境，要进行正确的功用设定，特别要注意发动转矩，在运用前要仔细查看核对所匹配设备的负载转矩特性和电机驱动特性。挑选运用变频调速技能的准则：
1)工艺优先，要确保工艺的重要参数，并可运用现代传感技能，完结变频器的主动操控;
2)优化保证工艺非必须环节，一起要运用现代传感器技能，完结主动操控;
3)完结体系闭环操控，做到减人提效，进步产品质量;
4)工艺才能最大化，能够充分运用资源，下降本钱，添加经济效益。
6 结语
南屯煤矿选煤厂自进行技能改造，很多选用了主动测控技能和变频调速技能后，获得的作用明显，体系维护费用、电费等均大大下降，吨煤本钱较改造前下降了1元左右，年节约本钱240万元左右。
实践证明，变频调速技能在选煤出产中的运用是非常成功的，有其共同的长处和完善的功用，特别与PLC 接口可组成一个闭环调速操控体系，使工艺设备作业办法更趋合理，主动化程度更高，值得推行和学习。
