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變頻調速在煤礦主要通風機中的應用

點擊: 發布時間:2020/6/3 11:57:57
1、引言
  變頻調速技術及系統的應用能夠使電力傳動系統的控制性能和節能水平有較大幅 度提高。我國現有各類電動機總裝機容量達35億kWh,電耗占總用電量的50%左右???慮到生產機械在各種工況下的工作運行,因而配用的拖動電動機功率一般定位在最大工作能 力 情況下。而大量的生產場合由于功率需求始終處在變動狀態中,因此在定速拖動方式下, 無法進 行拖動功率與實際功率需求的匹配平衡。在低功率需求的情況下,就導致大量的電動機處 于 輕載運行,電能利用率低,浪費電能現象嚴重。在電傳系統中,加入變頻器環節,可較大幅 度地降低生產性電耗,還可大大優化生產機械的控制性能。煤炭行業中的礦井通風,配備了 大量的功率較大的主要通風機,其平均效率僅達60%,運行效率不到55%,比國外水平低15個百分點。在礦井主要通風機的拖動系統上實施變頻調速技術改造,可產生良好的經濟效益。
2、風機調速運行節能原理
  通常調節風量的方法有改變風門開度和改變風機轉速兩種方法。
風機的壓力—風量特性曲線如圖1(略)。
根據風機軸功率諸公式:
P=KQp/ηcηb〖JY〗(1)
式中:
 P——軸功率(kW); 〖WB〗K——系數;
 Q——風量(m3/s); ηb——風機效率;
  p——壓力(Pa);  ηc——傳動裝置效率(直接傳動時為1)
風機G2,G5工作點的軸功率為:
  PG2=KQ2P2/ηcηb(kW)
  PG5=KQ2P5/ηcηb(kW)
  △P=KQ2(P2-P5)/ηcηb(kW)
  △Pn即為風機調速控制所節省的功率,或者說風門調節時要多消耗在風門上的功率 。
根據風機風量、壓力、轉速、轉矩之間的關系:
  〗Q∝n
  p∝T∝n2 (2)
  P∝Tn∝n3
式中: Q——風量;
p——壓力;
T——轉矩;
P——軸功率〖ZK)〗
  可以看出,風量與轉速的1次方成正比,壓力與轉速的2次方成正比,軸功率與轉速的3次方成正比。調節轉速即可調節輸入風機的功率。
交流電機轉速與頻率的關系為:
N=60f(1-S)/p (3)
式中:
  N——轉速;  f——電機電源頻率;
  p——電機極對數;   S——轉差率
  從(1)、(2)、(3)式可以看出,均勻調節電機定子繞組的電源頻率f,就可以均勻地改 變電機轉速,改變轉速即可調節風量的大小。因此調節電機轉速,就可相應地調節輸入風機 的功率。這樣,2013-風門調節風量時消耗在風門上的功率,這正是采用變頻調速達到節能的 原理。
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