矿井主扇变频调速与节能的探讨(答辨论文)

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1、矿井主扇变频调速与节能的探讨摘要本文分析了矿井主扇的通风能力，并对主扇加装变频器后的调速与其它调速的节能效果进行了比较，对矿井主扇加装变频器替代调节风门来满足矿井通风需要的节能效益做了分析。。关键词主扇变频调速器调速节能1、矿井主扇通风能力分析矿井主扇是煤矿的主要设备，其功率较大，昼夜运行，耗电量大，约占全矿总耗电量的20%以上，因此，在选择主扇时必须合理筹划，统盘考虑,在满足通风阻力困难时期风量需求的前提下，在通风容易时期又不能造成较大的能力浪费。为了减少浪费就要求现场随时调节主扇的供风量。轴流式风机因其叶片安装角度可调

2、容易实现这一要求，而对于离心式风机则比较困难。使用离心式风机的矿井，在主扇选择时，是以主扇服务期间应克服的最大通风阻力作为工作风压的，但是这个最大阻力只在一段时期内存在，大部分时期需要克服的通风阻力低于这个工作风压，而离心式风机的功率是随着风量的减少而减少的。所以，在通风容易时期通常采用闸门节流方式来调节风量。这样，主扇在运行时消耗在风门阻力上的电能也随之增加,是不经济的。2、矿井通风调节的理论依据以及调速性能比较2.1矿井通风调节的理论依据由涡轮机相似原理中的比例定律知，主扇相应工况参数风量Q、风压H、转速n、轴功率N之

3、间的关系如以下三式：H/H=(n/nz)2Q/Q^n/n7N/N，二(n/nz)3从以上三式说明，主扇转速变化时，相应工况的压头，流量和功率分别按转速比的平方，一次方和三次方而变，通过计算表明：风量Q下降到80%,转速n也下降到80%,则功率N降到51%;风量Q下降到50%,转速n也下降到50%,则功率N下降到13%。要改变风量Q只要改变主扇的转速就能实现，转速的改变对轴功率的影响非常突出，使节能效果最明显。2.2变频调速与其它固定电压供电调速的比较采用变频调速技术就可以通过调节电源的频率，改变电动机的转速从而改变风机的风

4、量，利用变频调速可以平稳地使主扇的风量由最大供风量下降到矿井所需要的风量，这时电动机输出功率将大幅度降低，达到节能的目的，风量调节的幅度越大节电效果越明显。以往各种固定电压供电的调速方法是将转差能变为热能而耗掉。如：绕线转子电动机调速，液压联轴器调速，在可调速度范围内，转速越低其转差能变为热能损耗就越大，由于变频调速是同时控制电压和频率，不存在转差能的损耗，变频调速的损耗主要来自于可控硅的压降和电抗器的损耗，比起直接从电网固定电压供电的调速系统损耗要小得多。变频调速在低转速时其效率要比其它调速的效率高得多，一般调速系统在转

5、速下降到额定转速的50%时，其效率只有40%左右，而变频调速的效率则接近80%。同时变频调速系统的功率因数比其它调速系统的要高得多，根据不同形式的负载，如鼠笼式电动机，同步电动机，绕线转子电动机可以设计出功率因数极高甚至超前的调速系统，如：电流型交直交变频系统，它适用范围较宽，基本上可以适用于各类交流电动机的调速，它在任何频率和相应的转速下功率因数都能保持在0.92以上，如果在这种系统中加装谐波电路，功率因数在可调速范围内可以提高到0.96以上。向同步电动机供电的交一交变频调速系统功率因数可以接近1,向绕线转子感应电动机供

6、电的交—交变频系统功率因数可以超前，在节能方面，这是任何调速系统也做不到的。3、主扇调速节能方法对于主扇一般有以下几种调速节能方法：(1)在中小型离心式通风机中，传动方式多为皮带轮传动，帮调整转速通常都采用更换皮带轮。为了简化更换皮带轮的工作量，可以只更换电动机上的皮带轮。(2)在通风机与电动机采用直接传动方式的情况下，可采用直接更换电动机的方法来变更通风机转速。如条件许可，还可借此机会调整电动机容量，使之合理匹配，有助于改善电动机的功率因数及提高电动机的效率,而进一步节电。(1)异步绕线式电动机采用可控硅串级调速，在一定

7、范围内，是无级调速，可以得到较为理想的工况点，技术经济合理，串级调速的缺点是功率因数较低，必须采取适当的补救措施，例如并接电力电容器等。(2)电磁调速电动机具有控制方便，调速范围广，启动性能好，可实现平滑无级调速等特点，作为恒转矩调速装置，用在通风机上，取代原来的闸门调节风量，可节电30%〜40%。(3)采用液力耦合器调整转速，由于液力耦合器调速是空载起动电机,而后逐步起动大惯量通风机，能减小对电网的冲击，消除电机的烧损事故,实现电动机负载的较佳匹配，提高电动机的功率因数和运转效率。(4)采用变频调速器调整转速。它是把原频

8、电源通过整流器变成恒定的直流电压，然后经过逆变器变成可变电压，可变频率来实现无级调速的。在额定频率下，输出特性为恒功率拖动，在额定频率以上输出特性为恒功率拖动，具有调速范围宽、转矩脉冲小，保护功能完善，自诊断故障、安装使用简便等特点，平均节电30%〜40%以上。4、变频调速系统的节能效益分析本市某矿原有