礦用變頻器應(yīng)用相對(duì)其它變頻器較晚,但近五年來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛,有各行業(yè)之首的趨向。最根本的原因在于落后的電氣設(shè)備滿足不了工業(yè)化生產(chǎn)的需要,陳舊的老設(shè)備效率低、能耗大,防爆行業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題亟待解決。同時(shí),節(jié)能降耗、低碳排放是社會(huì)發(fā)展的客觀需要,國(guó)家對(duì)防爆行業(yè)的技術(shù)升級(jí)改造也十分重視。從“十一五”計(jì)劃至今,防爆行業(yè)技術(shù)發(fā)展日新月異,礦用防爆變頻器的應(yīng)用也日趨廣泛。
在今天,礦用防爆變頻已涌現(xiàn)越來(lái)越多的本土品牌,并且在標(biāo)準(zhǔn)接軌、行業(yè)需求把握方面具有極強(qiáng)的本土優(yōu)勢(shì)。
專家言論
韓菊娣:1982年黑科大畢業(yè)分配至煤科總院上海分院電氣自動(dòng)化所工作。94年后任電氣自動(dòng)化所經(jīng)營(yíng)所長(zhǎng)。2002年退休后,創(chuàng)辦上海申地自動(dòng)化科技有限公司。在晉城礦務(wù)局的支持下,她帶領(lǐng)所在團(tuán)隊(duì)的技術(shù)人員開發(fā)了礦用大功率系列變頻器、高低壓軟起動(dòng)器,并在國(guó)內(nèi)第一個(gè)建成了兩電機(jī)對(duì)拖四象限變頻器回饋的變頻器加載試驗(yàn)裝置。2006年底,年已60歲的她第二次退休。2007年7月在煤礦部分老領(lǐng)導(dǎo)支持鼓勵(lì)下又創(chuàng)辦了上海地澳自動(dòng)化科技有限公司。她帶領(lǐng)所在技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了礦用1140V、630KW以上大功率變頻器,并首次將630KW/1140V四象限變頻器成功應(yīng)用在國(guó)投新集劉莊煤礦大巷及順槽等多條下運(yùn)皮帶上。
地澳韓菊娣:防爆變頻器的“前世今生”
注:上海地澳自動(dòng)化科技有限公司自成立以來(lái),一直致力于煤礦采、掘、運(yùn)、電設(shè)備的調(diào)速與控制裝置及其系統(tǒng)的可靠性研究。其所研發(fā)的KDJR系列礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻軟起動(dòng)控制器被國(guó)家科技部列為創(chuàng)新基金項(xiàng)目。所有設(shè)備都取得了防爆合格證,礦用產(chǎn)品MA準(zhǔn)用證及生產(chǎn)許可證。
礦用變頻器不解之緣
變頻器的誕生給電機(jī)提供了一個(gè)頻率可調(diào)的電源,這使其調(diào)速性能:高精度的轉(zhuǎn)矩、多機(jī)聯(lián)動(dòng)時(shí)的功率平衡及雙閉環(huán)控制性能在電機(jī)的運(yùn)行中得到了最佳的發(fā)揮。實(shí)踐證明:變頻器給電機(jī)節(jié)能、環(huán)保運(yùn)行帶來(lái)了福音。
1998年底我們所研發(fā)成功礦用軟起動(dòng)器后,就計(jì)劃開發(fā)礦用變頻器。99年10月,向院申報(bào)項(xiàng)目時(shí),正值亞洲經(jīng)濟(jì)危機(jī),同時(shí)煤礦又處在部局機(jī)構(gòu)調(diào)整中,故科研費(fèi)下?lián)芎苌。?dāng)時(shí)主管科研的院長(zhǎng)說(shuō)只能給2萬(wàn)元,這點(diǎn)錢買IGBT模塊都不夠,無(wú)奈,只能放棄。
2002年3月我退休了,接了我們老院長(zhǎng)的公司,把它改制后,第一個(gè)項(xiàng)目就搞礦用變頻器。當(dāng)時(shí),研發(fā)變頻器還有許開誠(chéng)同志,他是第一個(gè)吃“螃蟹”的人。他帶領(lǐng)唐山開誠(chéng)的技術(shù)人員在研發(fā),他們于2001年研發(fā)成功取得了煤安證。我公司是2002年9月完成了MA認(rèn)證。在我公司變頻器的發(fā)展中,晉城礦務(wù)局的機(jī)電總工、租賃站站長(zhǎng)陳漢英同志給了我很大的支持,從經(jīng)費(fèi)、技術(shù)、試驗(yàn)場(chǎng)地等各方面給予了全面支持;更可貴的,還是陳站長(zhǎng)和他的團(tuán)隊(duì)及各礦的同仁們那種鍥而不舍的執(zhí)著精神,給了我很大的鼓舞,他們理解且包容我們的一次次失敗,又給了我們一次次的鼓勵(lì)和機(jī)會(huì),晉城局成了當(dāng)時(shí)大量使用礦用變頻器的中心,帶動(dòng)了周邊各單位來(lái)參觀學(xué)習(xí),這才有今天防爆變頻器發(fā)展的大好局面。
防爆變頻器的誕生,帶動(dòng)一批產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的提升。首先是我院防爆電氣檢驗(yàn)站。當(dāng)時(shí)變頻器剛出來(lái),防爆站的檢驗(yàn)規(guī)范和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都不全,有的檢驗(yàn)項(xiàng)目還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。時(shí)任防爆站的副站長(zhǎng)張建同志收集了國(guó)內(nèi)外有關(guān)變頻器的技術(shù)資料和標(biāo)準(zhǔn)后初步編制了一份檢驗(yàn)規(guī)范,并在檢驗(yàn)實(shí)施中逐條進(jìn)行,成功一條,肯定一條,在實(shí)踐中不斷完善了檢驗(yàn)規(guī)范,并在此基礎(chǔ)上升級(jí)了檢驗(yàn)設(shè)備,增添了有關(guān)檢驗(yàn)儀表,為生產(chǎn)防爆變頻器廠家的MA認(rèn)證創(chuàng)造了條件,提供了方便。
2003年后變頻器得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展,促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命,交流調(diào)速取代直流調(diào)速,已大勢(shì)所趨。
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),2002年我國(guó)消耗電力16200億度,其中有60%—70%的電能,約1萬(wàn)億度被各種類型電動(dòng)機(jī)所消耗。到2002年底,我國(guó)的各類電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘渴?億千瓦,1億臺(tái)左右,85%是異步電機(jī),其中只有不到2000萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻器控制的。而帶變動(dòng)負(fù)載,具有節(jié)能潛力的電機(jī)在我國(guó)至少有1.5億千瓦。在過(guò)去的幾年內(nèi),我國(guó)變頻器市場(chǎng)保持著12%—15%的增長(zhǎng)率,這個(gè)速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了近幾年的GDP增長(zhǎng)水平,而且預(yù)計(jì)至少在未來(lái)的5年內(nèi),行業(yè)內(nèi)還將保持著10%以上的增長(zhǎng)率?紤]到大約6%—8%的價(jià)格下降因素,我國(guó)市場(chǎng)上變頻器安裝容量(功率)的增長(zhǎng)實(shí)際應(yīng)在20%左右。按照這樣的發(fā)展速度和我國(guó)市場(chǎng)的需求計(jì)算,至少在10年以后市場(chǎng)才能飽和并逐漸成熟。因此,我國(guó)變頻器制造企業(yè)具有很好的發(fā)展空間。特別是煤炭工業(yè)領(lǐng)域,大功率的傳動(dòng)機(jī)械中,風(fēng)機(jī)、水泵占據(jù)主要地位,如:煤礦的排水泵和排風(fēng)扇以及自來(lái)水供水泵等,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)多般功率在400~10000KW、電壓在6KV~10KV的大功率高壓交流電動(dòng)機(jī)。高壓大功率變頻調(diào)速裝置主要用來(lái)對(duì)這類高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。
據(jù)統(tǒng)計(jì),僅1987~1991年全國(guó)高壓電動(dòng)機(jī)的總產(chǎn)量就達(dá)到38196.5MW,并且產(chǎn)量還在以10%的速度在年增加,1996、1997年兩年全國(guó)高壓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量達(dá)1000萬(wàn)KW。從技術(shù)工藝、節(jié)能方面出發(fā),變頻調(diào)速是性能最好、也是最經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)速技術(shù),所以高壓變頻器在煤礦行業(yè)中有很大的需求。
調(diào)整階段的煤礦市場(chǎng)
目前,煤礦市場(chǎng)雖處于結(jié)構(gòu)調(diào)整階段,但是這是煤炭生產(chǎn)向著更加集約、更加環(huán)保、價(jià)格更加合理方向發(fā)展,煤炭產(chǎn)品向著煤層氣、煤變油、潔凈煤及煤炭綜合利用方向發(fā)展,這些發(fā)展離不開高新技術(shù)、少不了變頻調(diào)速技術(shù),主要依據(jù)是:
1、國(guó)家政策需要礦用大功率高壓變頻器
A、《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第39條第2款規(guī)定:國(guó)家鼓勵(lì)節(jié)能技術(shù),發(fā)展電機(jī)調(diào)速節(jié)能技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備和系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,提高電能利用率;
B、煤炭工業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)工業(yè)。國(guó)家“十一五”扶植13個(gè)億噸礦區(qū),500對(duì)1000萬(wàn)噸的礦井,至2011年底僅有6個(gè)億噸礦區(qū)。2012年頒布的《煤炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確提出:“加強(qiáng)科技創(chuàng)新,提升科技支撐能力,推廣先進(jìn)適用技術(shù),提高煤礦裝備現(xiàn)代化、系統(tǒng)自動(dòng)化、管理信息化水平”;“推進(jìn)煤礦重大裝備國(guó)產(chǎn)化,重點(diǎn)開展礦井新型輔助運(yùn)輸裝備、礦井信息網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng),以及關(guān)鍵元部件的研制及示范應(yīng)用”;并要求“十二五”期間結(jié)合結(jié)構(gòu)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)礦井綜合自動(dòng)化,提升礦井安全生產(chǎn)能力;
C、為貫徹《能源法》,煤炭協(xié)會(huì)提出:“凡200KW以上電動(dòng)機(jī),均需高壓供電,以減少降壓次數(shù)”。
以上法規(guī)為大功率礦用高、低壓變頻器的推廣應(yīng)用提供了法律法規(guī)和政策依據(jù)。
2、新技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用助推礦用大功率高壓變頻器
為貫徹執(zhí)行《能源法》,我國(guó)煤炭開采領(lǐng)域經(jīng)第十一個(gè)五年計(jì)劃后,井下供電布局:由地面及井口10KV和6KV、工作面1140V、大巷660V、選煤廠380V升級(jí)為:地面及井口10KV、大巷6KV、工作面3.3KV、選煤廠660V的全數(shù)字化微電子綜合保護(hù)供電系統(tǒng),為煤礦使用3300V以上高壓大功率變頻器提供了安全供電保障。