关键词：变频器；设备改造；故障排除
引言
目前，作为节能降耗主要产品的高压变频设备已经在发电、化工、冶金、矿山等领域得到了广泛应用，并发挥着越来越重要的作用。高压变频器的效率一般可达95%~97%，其余以热量的形式耗散掉。这些热量直接影响着电子元器件的寿命及设备运行的可靠性。目前广泛使用的变频器室冷却方式主要是风道开放式冷却和空调密闭冷却方式，两者在实际应用中都存在一定的弊端，前者积灰严重，变频器故障率高；后者耗电量大，后期维护成本高。利用风道将设备散出的热风通过水冷换热器滤热冷却后再进入室内冷却器件，这种循环用风的冷却方法叫做空水冷。
1煤矿机电设备的特点
分析煤矿机电设备的特点对于合理选择变频器有很大的帮助。目前我国的煤矿机电设备主要有六大特点：（1）机器功率较大，工作时所需要的电压较高，且工作负载大，有采煤机、掘进机、液压支架、移动变电站、提升机、通风机和空气压缩机等大型设备。能耗较大。（2）设备对于可靠性要求较高，一般设备在平时都会以低负荷运行，这也与电缆的距离和供电的方式选择有关系。（3）机电设备的工作环境较差，因为矿井大部分都处在潮湿、高温的条件下，且井下有害气体较多，这样的条件易对机电设备的性能产生一定的影响。（4）设备的养护不到位，且养护成本较大，一旦损坏对于整个煤矿作业有较大的影响。（5）一些设备存在特殊的使用要求，因为煤矿的地下条件复杂，由于地形地质等问题造成的对设备的特种性要求较强，一些设备会进行特殊设计。（6）设备的种类众多，涉及到煤矿开采的各个方面，要综合利用这些设备需要进行一定的统筹。
2生产中应用总结
2.1系统运行方式灵活，可靠性高
（1）增压水泵采用经济的变频方式运行，根据不同季节的水温，调整频率运行，冬季时甚至可以停泵，节能效果显著。备用泵处于备用时，频率自动跟踪运行泵频率，当运行泵跳闸，备用泵联锁启动，频率自动加至运行泵跳闸时频率，安全可靠性高。（2）每组冷却器可实现独立控制启停，多台冷却器的设计在提高了运行可靠性的情况下，同时可根据季节特点、变频器负荷高低，灵活选择冷却器运行台数，在保证变频器运行环境温度的情况下实现节能目的。（3）当冷却器换热器故障或冷却水系统故障无法运行时，可以将换热器上部人孔打开，在换热钢管上部用盖板封堵，然后把换热器下部冷风区各人孔门打开，这样热风排出装置，大气温度的自然风经风机鼓入变频器室内，使原来的闭式循环变为开式自然风循环。此方法在运行中已经得到实践，在正常运行工况下完全满足变频器的冷却要求。
2.2根据控制方式来进行选择
开环控制和闭环控制是变频控制的两种主要方式，两种控制方式有所不同在选择时需要根据实际需求情况来确定。开环控制的优点在于运行时可靠程度较好且结构简单，但是相比较闭环控制来讲其精度相对较低且动态响应速度较慢，对于低速区域的控制不够理想。闭环控制的精度很高且调速范围大，动态响应速度也比较理想但是其系统的使用范围较窄，只能适合于一定的压力速度和流量的条件下，对于变化性控制不够。
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2.3系统运行高效、节能
换热器采用高质量紫铜管，能克服普通铜管易被循环水腐蚀的缺点，设计换热面积大，换热效果好，室内温度也完全符合变频器运行要求。换热装置设计有钢管泄漏检测报警及泄漏水自动排出功能，运行高效、可靠。装置结构简单、实用，安装、使用和维护方便，无须对现有的高压变频设备进行大规模的技术改造。
3常见故障及排除方法
（1）开关电源损坏。在众多变频器的开关电源线路设计上，安川变频器因该说是比较成功的。采用了两级的开关电源，有点类似于富士G5,先由第一级开关电源将直流母线侧500多伏的直流电压转变成300多伏的直流电压。然后再通过高频脉冲变压器的次级线圈输出5V、12V、24V等较低电压供变频器的控制板，驱动电路，检测电路等做电源使用。在第二级开关电源的设计上安川变频器使用了一个叫做TL431的可控稳压器件来调整开关管的占空比，从而达到稳定输出电压的目的。（2）SC故障。SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障报警的原因之一。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真，或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。（3）OH—过热。过热是平时会碰到的一个故障。当遇到这种情况时，首先会想到散热风扇是否运转，观察机器外部就会看到风扇是否运转。（4）UV—欠压故障。当出现欠压故障时，首先应该检查输入电源是否缺相，假如输入电源没有问题那我们就要检查整流回路是否有问题，假如都没有问题，那就要看直流检测电路上是否有问题了。对于200V级的机器当直流母线电压低于190VDC，UV报警就要出现了;对于400V级的机器，当直流电压低于380VDC则故障报警出现。主要检测一下降压电阻是否断路。
4变频器在煤矿机电设备中的实践应用
根据不同的设备需求变频器有不同的实践应用方法。（1）变频器在采煤机上的实践应用。采煤机的工作性能主要受到恶劣的工作环境的影响，因此在变频器的应用上可以考虑与一些可编程控制器来配合使用，这样在提高其性能的同时也能减少能源的消耗，保证机器的使用寿命。（2）变频器在提升机上的实践应用。基于提升机的运行落差较大平稳性不容易控制的点，在利用变频器对提升机进行改装后可以更好的保护提升机的稳定性，让其控制系统更方便调节，加入电子信号控制单元还可以实现制动电子等功能。（3）变频器在通风机中的实践应用。在加入变频器后可以根据开采任务的开始结束以及开采的强度进行压力调节，让电动机始终处于正常的工作范围，在利用变频器进行改装后供电系统会更加稳定，风机运行的不间断性是改装时需要着重考虑的一点。
结束语
综上而言，变频器的合理选择对于煤矿中的机电设备的节能、寿命、使用效率等都有很重要的影响，在选择变频器时要依据功率的不同和工作模式的不同进行合理选择，要充分考虑多方面因素，保证机电设备的正常运行。而且功能在不断扩大,性能也在不断提高.同时也对我们这些从事设备修行业的人提出了更高的要求。
参考文献
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论文作者:张绍虎
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年14期
论文发表时间:2019/12/2
标签：变频器论文; 设备论文; 机电设备论文; 故障论文; 煤矿论文; 电压论文; 换热器论文; 《当代电力文化》2019年14期论文;