玻璃鋼風機的風量與轉(zhuǎn)速成正比,風壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比。風機的轉(zhuǎn)速越大,其風量和風壓越大。這是因為改變風機的轉(zhuǎn)速,能改變風機的特性曲線。
變速調(diào)節(jié)是依靠降低風機轉(zhuǎn)速使其壓頭和風量同時減少來實現(xiàn)的。改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風量的方法是一條十分有效的節(jié)能途徑,特別適用于流量變化大的場合。
改變主要玻璃鋼風機轉(zhuǎn)速的方法如下:
(1)改變減速器的傳動比。對于離心式風機,一般均采用改變減速器傳動比的方法改變主要風機的轉(zhuǎn)速。
另外用V帶傳動的主要風機,也可更換不同直徑的帶輪,改變其傳動比,以改變風機的轉(zhuǎn)速。這種方法簡單易行。但用三角膠帶傳動的主要通風機不多,只有一部分離心式風機才采用這種傳動方法,而且只限于小功率主要風機。
改變減速器的傳動比調(diào)速法適用于中小型礦井的離心式風機調(diào)節(jié),實現(xiàn)調(diào)速的目的。
(2)調(diào)換不同轉(zhuǎn)速的電動機。一般風機與電動機之間采用直接傳動,需要改變風機轉(zhuǎn)速時,只能通過更換不同轉(zhuǎn)數(shù)的電動機來實現(xiàn)。
(3)用可控硅串級的方法以改變風機轉(zhuǎn)速,這是一個比較好的方法。它把轉(zhuǎn)差功率大部分反饋到電網(wǎng),因而可以節(jié)約電能。其優(yōu)點是:
①調(diào)速范圍大,調(diào)速性能好,調(diào)速平滑,是無級調(diào)速。
②節(jié)省電,在調(diào)速過程中能把轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率反回網(wǎng)路,提高調(diào)速系統(tǒng)的效率。
③設(shè)備簡單,運行可靠,維護方便,操作簡便。
④可實現(xiàn)交流傳動調(diào)速系統(tǒng)的自動控制。正在向大容量電動機的調(diào)速發(fā)展。
其缺點是功率因數(shù)較低,調(diào)速范圍也不宜過大,使用維護技術(shù)也比較復(fù)雜。
(4)采用液力偶合器傳動,以改變風機轉(zhuǎn)速。這種方法的特點是因液力傳動具有一套比較復(fù)雜的油、水系統(tǒng),增加了運行維護工作量;隨著轉(zhuǎn)差率的增大,轉(zhuǎn)差率損耗也越大。此法目前在國內(nèi)應(yīng)用的也不少。
(5)采用齒輪調(diào)速器以調(diào)整風機的轉(zhuǎn)速。這種方法需增加一套變速箱,而且調(diào)速也是階段性的,運行維護比較復(fù)雜,但傳動效率較高。
(6)采用同步(包括異步)電動機的風機,用變頻的方法調(diào)速,即用變頻器對同步電動機輸入不同頻率的電源,從而達到調(diào)速的目的。這種方法效率高,調(diào)速范圍寬廣,可從2:1到10:1,精度又高,是比較理想的調(diào)速方法,但投資費用較大,技術(shù)也比較復(fù)雜。變頻調(diào)速在礦井通風系統(tǒng)推廣得很快。
變頻調(diào)速是利用異步電動機的同步轉(zhuǎn)速隨頻率變化的特性.通過改變電動機的供電頻率進行調(diào)速的方法。所以,通過改變電源頻率,而改變電機的同步轉(zhuǎn)速,可達到改變風機轉(zhuǎn)速的目的。
變頻器就是改變電源頻率的設(shè)備,首先將工頻交流電整流成直流,然后再通過大功率晶閘管變成交流,這一交流的頻率是任意可調(diào)的。
變頻器的工作原理是把市電(380V、50Hz)通過整流器變成平滑直流,然后利用半導體器件(GTO、GTR或IGBT)組成的三相逆變器,將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。由于采用微處理器編程的正弦脈寬調(diào)制( SPWM)方法,使輸出波形近似正弦波,用于驅(qū)動異步電動機,實現(xiàn)無級調(diào)速。上述的兩次變換可簡化為AC-DC-AC(交-直-交)變頻方式。
利用變頻器可以根據(jù)電動機負載的變化實現(xiàn)自動、平滑的增速或減速,基本保持異步電動機固有特性轉(zhuǎn)差率小的特點,具有效率高、范圍寬、精度高且能無級變速的優(yōu)點。
變頻調(diào)速的主回路目前已由晶間管、GTO管過渡到晶體管、電子管和集成電路,集成電路變頻器無論在開關(guān)頻率、通用性,還是功率、功率因數(shù)等方面都比前期產(chǎn)品有較大改善;在控制方式上,已由早期的V/F控制、轉(zhuǎn)差頻率控制發(fā)展到矢量控制、智能控制、總線控制和在線控制。
綜上所述,風機采用變頻調(diào)速的特點是效率高,沒有因調(diào)速帶來的附加轉(zhuǎn)差損耗,調(diào)速范圍大,精度高,可實現(xiàn)無級調(diào)速,而且容易實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制。由于可以利用原鼠籠式電動機,所以特別適合對舊設(shè)備的技術(shù)改造,它既保持了原電動機結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、維修方便的優(yōu)點,又能達到節(jié)電的顯著效果,是風機交流調(diào)速節(jié)能的理想方法。
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