1、1北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司 防爆变频器行业市场分析防爆变频器行业市场分析 防爆变频器行业应用介绍防爆变频器行业应用介绍2北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司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 19901990至至20052005年，单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降年，单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降46% 46% 20202020年单位国内生产总值二氧化碳排放比年单位国内生产总值二氧化碳排放比20052005年下降年下降40%40%45% 45% 3北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司煤矿产能大户，但有
2、是耗能大户煤矿产能大户，但有是耗能大户耗能占全国：耗能占全国：3.86%耗电占全国：耗电占全国：3.49%中国能源结构及煤矿现状96%地面井下开采地面井下开采-平均深度平均深度600m4%露天开采露天开采1. 防爆变频器防爆变频器 2. 煤矿用变频器煤矿用变频器4北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司煤矿防爆变频器市场容量改造防爆变频设备达改造防爆变频设备达0.8-1.5万台万台新增防爆变频设备达新增防爆变频设备达1.0-1.5万台万台20亿产值亿产值/年年1525%增长率增长率2010年年5北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司防爆变频器构成及商业模式防爆电气系统
3、防爆电气系统防爆变频器防爆变频器变频器机芯变频器机芯+=供应商电光防爆电光防爆最终用户：煤矿最终用户：煤矿6北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司煤矿防爆变频器系统集成商From：2010年防爆变频器会议7北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司 防爆变频器行业市场分析防爆变频器行业市场分析 防爆变频器行业应用介绍防爆变频器行业应用介绍8北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司1. 固定设备固定设备煤机动力设备2. 采掘设备采掘设备3. 运输设备运输设备 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
4、提升机 地面煤炭洗选 地面运输设备4. 其他设备其他设备煤矿机械动力设备分类9北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司 风机风机(泵泵)的风量的风量(流量流量)与电机转速成一次方关系与电机转速成一次方关系 风机风机(泵泵)的风压的风压(管压力管压力)与电机转速成二次方关系与电机转速成二次方关系 风机风机(泵泵)的功率的功率(电机功率电机功率)与电机转速成三次方关系与电机转速成三次方关系风机泵类设备变频节能计算64%nnHH21212%2 .51nnPP3121280%nnQQ11212生产工艺只需生产工艺只需80%的的通风量通风量/ /流量流量/ /压力。压力。节约电能节约电能48
5、.8%！10北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司#1电机#2电机对旋隔爆局部通风机电机功率（KW）风量(m3/min)全压(Pa)最高全压效率(%)2X5.5254-156330-2892822X7.5315-181241-2675822X11420-198352-4200852X15469-262445-5282852X18.5525-255475-5775852X22578-255490-6300852X30662-265565-6615852X45950-320885-6800852X55985-332900-6950852X751200-4001000-800085 应
6、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11北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司变频方案介绍变频方案介绍- 电气原理框图12北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司 专用专用/备用互补自动启动备用互补自动启动 设备状态实时显示设备状态实时显示 方便灵活组成单双电源方便灵活组成单双电源 1/2/4台电机灵活组合台电机灵活组合变频方案介绍变频方案介绍- 电气原理框图13北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司局扇变频系统现场应用为保证工作面
7、有充足的新鲜风流和瓦斯浓度不超过规定值为条件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瓦斯传感器S1,S2,S3瓦斯浓度检测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专用供电线或备用供电线会实现自动切换 达到安全排放瓦斯达到安全排放瓦斯和节能通风的目的和节能通风的目的#1#1变频器变频器#2#2变频器变频器14北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司主扇变频系统现场应用 煤矿地面抽出式通风煤矿地面抽出式通风 金属矿山、化学矿山金属矿山、化学矿
8、山功率（KW）电压(KV)电流(A)2X1856/1025.1/15.12X25033.2/19.9。885-68002X31541/24.62X50064/38.4变频调速，解决大马拉小车实现按需供风，达到节电目的变频调速，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高压变频器系统15北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司水泵变频系统主机主机冷冻水泵冷冻水泵冷却水泵冷却水泵工作面工作面水泵的软启动，减小电流冲击水泵的软启动，减小电流冲击变频流量控制，节约电能消耗变频流量控制，节约电能消耗100%150%200%250%300%50%电流I工频电流特性变频电流特性淮南矿
9、：淮南矿：1140V/630kw冷却水冷却水16北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司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台或多台台或多台乳化液泵站乳化液泵站乳化液箱乳化液箱（95%水水+5%乳化油）乳化油）液压支架液压支架防爆变频器防爆变频器液路液路电路电路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变频调速节能17北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司防爆变频器乳化液泵站乳化液箱体执行机
10、构：执行机构：A.乳化液泵B.驱动电机C.上油泵电机D.补液阀E.冲洗阀F.管路件G.紧固件H.。传感器：传感器：A.温度传感器B.压力传感器机构件：机构件：A.防爆壳体B.热管C.。电气元件：电气元件：A.变频器B.输入/输出滤波器C.输入/输出电抗器D.PLC/HMIE.隔离开关/接触器F.散热风机G.本安/开关电源H.熔断器/变压器I.声光报警机构件：机构件：A.箱体B.自动配液阀C.交替阀D.高压过滤器E.回液过滤器F.卸载阀G.液标H.。传感器：传感器：A.液位传感器B.油位传感器乳化液泵系统组件18北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司乳化液泵 补液阀、冲洗阀 液位、
11、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19北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司1、固定高强度带式输送机 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、
12、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。20北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司(1) 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，
13、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平衡关系，造成不少的无功环流电耗。传统皮带机驱动系统21北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司皮带机变频系统组成控制系统驱动系统执行单元22北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司皮带运输机变频驱动系统23北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司比较项目变频驱动调速型液力耦合器结构形式变频器+电机+标
14、准减速机电机+液力耦合器+标准减速机驱动性能高性能调速驱动，可调带速，调速范围宽。能按照皮带机的S曲线实现软启动，控制精度高液力驱动，带速不可调，调速范围窄，不能实现动态调整，启动时对弹性负载冲击很大多级驱动一致性好，采用矢量控制、能实现双闭环控制、控制精度高、实现功率平衡较差，对多驱系统不能实现功率平衡，机械损伤大启动特性好，对电网无冲击，启动电流小较差，对电网有冲击， 5-7倍启动电流传动效率高（空气冷却）低（需水冷却系统）多机速度同步精度高精度差验带可调验带速不可以运行成本低，可节能高，换油，影响生产故障诊断能力强，变频器会智能辨别显示故障类型、故障位置，并且时时存储低，需要人工到现场查
15、找功率因数高，具有功率补偿功能低，需增加用户额外投资购买高压电容补偿装置效率高，整个速度范围内变化小低，整个速度范围内变化很大供配电简单（变频本身具有智能电机保护）复杂，需要配置断路器、高压开关、软启动器、功率因数补偿装置、电机保护装置控制及通讯自动化，采用Profibus、MODBUS等通讯无法实现生产自动化体积/重量标准柜体/重量轻体积大/重量大皮带运输机驱动方式比较24北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司绞车提升机系统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
16、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
17、提升。1.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。 2.调速连续方便，可分段予置，连续调节。 3.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。 4.运行速度曲线成S形，使加减速平滑、无撞击感。 5.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，还设有连锁保护、自动限速保护功能等。 6.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。串电阻调速串电阻调速 变频器调速变频器调速 25北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司绞车提升机变频系统变频调速系统：变频调速系统：根据PLC控制系统发出的
18、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。PLCPLC控制系统：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：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,可避免因司机误操作造成安全故障。26北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司绞车提升机系统工作时序图27北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公
19、司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28北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司刮板输送机驱动系统刮板输送机驱动系统可控硅软启动双
20、速电动机CST等可控液力耦合器缺点缺点启动转矩受限机械冲击；电气冲击；启动失败、断链；安全性差。进口设备；维修时间长；费用高；制约高效生产。变频驱动系统变频驱动系统 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29北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司序号名 称参 数1装机总功率 (kW)9302供电电源电压 (V)33003切割电机功率（kW）400转速 (r/min)1480电压 (V)33004牵引方式交流变频无级调速链轮销排式无链牵引5牵引电机功率（kW）55转速 (r/min)0-1472-2455电压 (V)11406泵站电机功率（kW）20转速 (r/min)1465电压 (V)3300采煤机动力系统牵引电机功率平衡30北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司电机车变频系统31北京德和信电子技术有限公司北京德和信电子技术有限公司谢谢！谢谢！
