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1、,防爆变频器行业市场分析 防爆变频器行业应用介绍,中国节能减排计划与行动,联合国气候变化框架公约-京都议定书,1990至2005年，单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降46%,2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%45%,煤矿产能大户，但有是耗能大户耗能占全国：3.86%耗电占全国：3.49%,中国能源结构及煤矿现状,96%地面井下开采-平均深度600m,4%露天开采,1.防爆变频器 2.煤矿用变频器,煤矿防爆变频器市场容量,改造防爆变频设备达0.8-1.5万台,新增防爆变频设备达1.0-1.5万台,20亿产值/年,1525%增长率,2010年,防爆变频器构成及商业模式,
2、防爆电气系统,防爆变频器,变频器机芯,+,=,供应商,电光防爆,电光防爆,最终用户：煤矿,煤矿防爆变频器系统集成商,From：2010年防爆变频器会议,防爆变频器行业市场分析 防爆变频器行业应用介绍,1.固定设备,2.采掘设备,3.运输设备,主/局扇风机 空气压缩机 水泵，冷却泵 乳化液泵,采煤机 掘进机 刮板运输机,电机车 皮带运输机 绞车提升机,地面煤炭洗选 地面运输设备,4.其他设备,煤矿机械动力设备分类,风机(泵)的风量(流量)与电机转速成一次方关系 风机(泵)的风压(管压力)与电机转速成二次方关系 风机(泵)的功率(电机功率)与电机转速成三次方关系,风机泵类设备变频节能计算,生产工艺
3、只需80%的通风量/流量/压力。,节约电能48.8%！,#1电机,#2电机,对旋隔爆局部通风机,应用领域：广泛适用于煤矿隧道掘进作长距离、高风压通风 节能要求：根据瓦斯浓度不同进行风量调节,电机容量相同,旋转方向相反,补充取证,变频方案介绍-电气原理框图,专用/备用互补自动启动 设备状态实时显示,方便灵活组成单双电源 1/2/4台电机灵活组合,变频方案介绍-电气原理框图,局扇变频系统现场应用,为保证工作面有充足的新鲜风流和瓦斯浓度不超过规定值为条件,瓦斯传感器S1,S2,S3瓦斯浓度检测,自动调节输出频率，改变通风机电动机转速，调节通风机的风量专用供电线或备用供电线会实现自动切换,达到安全排放
4、瓦斯和节能通风的目的,#1变频器,#2变频器,主扇变频系统现场应用,煤矿地面抽出式通风 金属矿山、化学矿山,变频调速，解决大马拉小车实现按需供风，达到节电目的,高压变频器系统,水泵变频系统,主机,冷冻水泵,冷却水泵,工作面,水泵的软启动，减小电流冲击变频流量控制，节约电能消耗,淮南矿：1140V/630kw,冷却水,乳化液泵变频系统,防爆变频器,乳化液泵站和液箱,液压支架,2台或多台乳化液泵站,乳化液箱（95%水+5%乳化油）,液压支架,防爆变频器,抽液管路,回液管路,卸液管路,传感器信号识别/限值设定 工频/变频自动独立运行 工频/变频输出保护 乳化液自动补偿 乳化油自动补偿 自动定时反向冲
5、洗 乳化液泵温度自动保护 管路压力自动PID控制调整,变频调速节能,防爆变频器,乳化液泵站,乳化液箱体,执行机构：乳化液泵驱动电机上油泵电机补液阀冲洗阀管路件紧固件。传感器：温度传感器压力传感器,机构件：防爆壳体热管。电气元件：变频器输入/输出滤波器输入/输出电抗器PLC/HMI隔离开关/接触器散热风机本安/开关电源熔断器/变压器声光报警,机构件：箱体自动配液阀交替阀高压过滤器回液过滤器卸载阀液标。传感器：液位传感器油位传感器,乳化液泵系统组件,乳化液泵,补液阀、冲洗阀 液位、油位传感器 压力、温度传感器,上油泵,散热风机,防爆变频器,工频支路,乳化液泵系统主要电气框图,1、固定高强度带式输送
6、机 运量Q=10004500t/h 运距L=10008000m 带速v=2.55.6m/s 驱动总功率P=7505550kw 倾角小于18度2、可伸缩带式输送机 运量Q=4000t/h 运距L=6000m 带速v=4m/s 驱动总功率P=3360kw 倾角小于30度3、大倾角上下输送机 运量Q=2500t/h 运距L=1500m 带速v=4.5m/s 驱动总功率P=3000kw 倾角小于35度/28度4、水平拐弯运输机5、下运输机6、垂直运输机7、管状式带式运输机8、压带式运输机,皮带运输机系统,长距离、大运量、高带速,核心关键技术 带式输送机动态分析与监控技术；软起动与功率平衡技术；中间驱动
7、技术；自动张紧技术；新型高寿命高速托辊技术；快速自移机尾技术；高效储带技术。,投入耦合器前要先将电机全频、全压启动后再加液压去耦合减速器。这种启动方式启动电流大，启动力矩小，投切时机械振动大、可能会使皮带受冲击大而易断。皮带主机又安装在楼上，随着使用时间的延长，楼房因剧烈振动出现严重受损。(2)机械磨损和老化、漏油等问题日趋严重，性能逐年降低，故障率增加，设备维修费用高、难度大。(3)皮带机效率低，损耗大，耦合器的投入造成了耦合性无功转差，使电能浪费。(4)液力耦合器故障时，无法切换到工频旁路运行，必须停机检修。且维修复杂，严重地影响生产。(5)液力耦合器不能解决多台电机同轴传动间的同步与功率
8、平衡关系，造成不少的无功环流电耗。,传统皮带机驱动系统,皮带机变频系统组成,控制系统,驱动系统,执行单元,皮带运输机变频驱动系统,皮带运输机驱动方式比较,绞车提升机系统,1、在料车空车下放时，电机的转速超过了同步转速，电机处于发电状态，由于没有处理环节，大量的 无功能量消耗在转差电阻上，致使电机能耗增加，不但浪费大量的电能，而且使电机铜损、铁损增 加，增大了电机的维修费用。同时电阻器的安装 需要占用很大的空间。2.控制系统复杂，导致系统的故障率高，接触器、电 阻器、绕线电机碳刷容易损坏，维护工作量很大，直接影响了生产效率。3.低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速 度控制，特别是在负载发
9、生变化时，很难实现恒减 速控制，导致调速不连续、速度控制性能较差。4.启动和换档冲击电流大，造成了很大的机械冲击，导致电机的使用寿命大大降低，而且极容易出现“掉道”现象。5.自动化程度不高，增加了开采成本，影响了产量。6.低电压和低速段的启动力矩小，机械特性比较软，带负载能力差，无法实现恒转矩提升。,实现了软启动、软停车，减少了机械冲击，使运行更加平稳可靠。调速连续方便，可分段予置，连续调节。起动及加速换挡时冲击电流很小，减轻了对电网的冲击，简化了操作、降低了工人的劳动强度。运行速度曲线成S形，使加减速平滑、无撞击感。安全保护功能齐全，除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外，还设有连锁保
10、护、自动限速保护功能等。设有直流制动、能耗制动、及回馈制动等多种制动方式，使安全性更加可靠。,串电阻调速,变频器调速,绞车提升机变频系统,变频调速系统：根据PLC控制系统发出的控制指令，通过对绞车交流异步电动机转矩和频率的控制,来完成对绞车运行速度的控制。PLC控制系统：主要完成绞车从启动、加速、等速、减速、爬行到停车的整个运行过程的逻辑控制；行程测量、控制与指示；故障检测、报警与保护；安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。信号系统：是根据上下井口和各个中段的生产情况,在具备开车条件后，由各水平信号工以打点的形式,通知司机按要求开车,同时与PLC控制系统之间有各种信号闭锁,可避免因司机误操
11、作造成安全故障。,绞车提升机系统工作时序图,1、回馈制动：变频器采用能量回馈单元将再生能量回馈给电网。2、自动减速：变频器接收到系统给出的减速信号后，启动机内的减速程序，按照设定要求将提升机的运行速度逐渐降低。3、多段速控制变频器内部预置了多段速度控制，分别对应于变频器不同的运行频率,以适应控制系统对提升机不同运转速度的要求。各速度段对应频率可以分别设置，以满足各种工况运行需要。4、紧急停车变频器提供了紧急停车信号输入端子，急停信号动作后，变频器立即停止输出，电机处于自由运转状态，然后依靠机械制动装置停车。,绞车提升机变频器主要功能,变频驱动系统,启动平稳 启动转矩大,抗负荷能力强 自动化，智能化,刮板机变频驱动系统,采煤机动力系统,牵引电机功率平衡,电机车变频系统,谢谢！,
