我國煤礦開采僅在2009年即耗能5086.81×10△t標(biāo)準(zhǔn)煤,耗電376.04×108kW·h,分別占全國總耗能量和總耗電量的3.86%和3.49%。所以，煤炭工業(yè)既是產(chǎn)能大戶,又是耗能大戶，同時也是節(jié)能潛力大戶。目前我國煤礦行業(yè)存在電機(jī)啟動困難、機(jī)械損傷嚴(yán)重以及自動化程度低等問題，迫切需要利用變頻技術(shù)進(jìn)行節(jié)能降耗。據(jù)統(tǒng)計，按節(jié)電率30%計，采用變頻調(diào)速技術(shù)年節(jié)電潛力至少為10×108～15×108kW·h。所以，利用變頻技術(shù)對現(xiàn)有電機(jī)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，是解決我國煤炭工業(yè)高消耗、低效益的措施。

高壓變頻大環(huán)境

合康高壓變頻器具有瞬時停電跟蹤功能，實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)矩、高精度、寬調(diào)速范圍驅(qū)動。同時具有低速輸出轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、保護(hù)功能齊全、可靠性高、故障率低、維護(hù)方便等優(yōu)點。由于采用了高壓變頻控制技術(shù)，整個運行過程平穩(wěn)、無級調(diào)速、乘坐舒適，減少了機(jī)械的沖擊，延長了設(shè)備使用壽命，產(chǎn)生了非常可觀的經(jīng)濟(jì)及社會效益。

一、同步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的難點分析

通常同步電機(jī)啟動有兩種方式：一種先投勵，同步啟動；一種異步啟動，后順極性投勵。對于同步電機(jī)變頻啟動均采用先投勵，同步啟動，但常會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置判斷不正確導(dǎo)致電機(jī)啟動失敗。針對同步電機(jī)變頻調(diào)速改造，很容易采用異步啟動，順極性投勵方式，所以maxf變頻裝置對同步電機(jī)進(jìn)行異步軟啟動，實現(xiàn)額定啟動力矩，將同步電機(jī)啟動到8Hz左右進(jìn)行順極性投勵，具體所投勵磁大小及投勵時頻率可以根據(jù)不同應(yīng)用場合調(diào)試確定。至此，電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場間夾角經(jīng)過小量有阻尼震蕩后，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極被定子磁極可靠吸引，同步電機(jī)進(jìn)入同步運行狀態(tài)。變頻器按照預(yù)先設(shè)定的加速度，逐漸加速到給定頻率。此時，同步電機(jī)電樞電壓矢量與轉(zhuǎn)子磁極位置之間的夾角逐漸拉大到某一常值，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極在定子磁場的吸引下逐漸加速至期望轉(zhuǎn)速，同步電機(jī)起動過程完成。

圖一是設(shè)備改造的系統(tǒng)圖。恒壓控制在控制理論上是一種跟隨控制，供水管網(wǎng)的出水壓力由壓力變送器（西門子）檢測之后，將其轉(zhuǎn)換為4～20mA電流信號送入變頻器，變頻器將根據(jù)被控量的實際值和期望值，按照PID調(diào)節(jié)參數(shù)中設(shè)定的PID參數(shù)，自動調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，使被控量的實際值自動跟隨期望值。使管網(wǎng)的實際水壓跟隨設(shè)定水壓變化，并動態(tài)維持在設(shè)定水壓上。

為了保證整個系統(tǒng)運行的可靠性，圖中的旁路柜，k1～k3采用聯(lián)鎖手動隔離開關(guān)，當(dāng)變頻器出現(xiàn)嚴(yán)重故障不能繼續(xù)運行、兩級單元旁路后再有單元發(fā)生故障時，變頻器將立即封鎖輸出，并分?jǐn)嗌霞夐_關(guān)柜真空斷路器DL，操作人員對旁路柜進(jìn)行手動切換在工頻狀態(tài)，再合上真空斷路器DL，將電機(jī)投入工頻電網(wǎng)運行。開關(guān)設(shè)備各部分的投入和退出，仍應(yīng)嚴(yán)格按操作說明的規(guī)定進(jìn)行，不應(yīng)隨意操作，更不應(yīng)在操作受阻時，不加分析強(qiáng)行操作，否則，容易造成設(shè)備損壞，甚至引起事故。