【正文】 ............................................................................31 系統(tǒng)流程圖.........................................................................................................32結(jié)論...................................................................................................................................35參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................36致謝...................................................................................................................................37安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論 引言煤礦凍結(jié)法鑿井是利用傳統(tǒng)的氨循環(huán)制冷技術(shù)來完成的，其工藝過程包括凍結(jié)站安裝；鉆孔施工；井筒凍結(jié)核井筒掘砌四大內(nèi)容，其鑿井是屬高耗能技術(shù)，凍結(jié)過程中要耗費(fèi)大量的電能及水資源，長期以來，由于人們?cè)谠O(shè)計(jì)、操作中忽視了節(jié)能問題，僅僅在電能發(fā)面的浪費(fèi)就相當(dāng)嚴(yán)重。世界主要產(chǎn)煤國家都把凍結(jié)法作為在身后沖積巖層和特大含水基巖中施工的一種安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的方法加以推廣。因此，搞好鹽水泵的節(jié)能工作，對(duì)節(jié)能減排據(jù)有十分重要的意義。2％，去除機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損等影響，節(jié)能效率也接近 40％，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。 （2）實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長了設(shè)備的使用壽命，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。冷凍站的低溫鹽水（30℃左右）經(jīng)去路鹽水干管、配液圈到供液管底部，沿凍結(jié)管和供液管之間的環(huán)形空間上升到集液圈、回路鹽水干管至冷凍站的鹽水箱，形成鹽水循環(huán)。在掘砌期間進(jìn)行維護(hù)凍結(jié)（消極凍結(jié)） ，直至井筒永久結(jié)構(gòu)完成停止凍結(jié)，煤礦凍結(jié)施工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。目前凍結(jié)法鑿井所通過的最厚表土層為山東濟(jì)西礦副井為 ，凍結(jié)深度 488m 我國凍結(jié)法鑿井技術(shù)已跨人世界先進(jìn)行列。凍結(jié)法的施工順序是在井筒周圍鉆若干凍結(jié)孔，孔內(nèi)安裝由供液管、回液管和底端封閉的凍結(jié)管組成的凍結(jié)器；地面冷凍站將制出的低溫媒劑循環(huán)輸送到凍結(jié)器內(nèi)，吸收地層的熱量，使含水層形成以凍結(jié)管為中心的凍結(jié)圓柱，逐漸擴(kuò)大與相鄰的凍結(jié)圓柱連成封閉的凍結(jié)壁。掘砌工作完成后，拆除冷凍站，拔出凍結(jié)管，充填凍結(jié)孔，凍結(jié)壁自然解凍，恢復(fù)地層初始狀態(tài)。分配給各個(gè)分鹽水管路。另一方面凍結(jié)制冷系統(tǒng)一旦啟動(dòng)就要運(yùn)行到井筒永久結(jié)構(gòu)完成才能停止，鹽水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行直接影響到整個(gè)凍結(jié)工程的質(zhì)量。 國內(nèi)外交流變頻技術(shù)的發(fā)展變頻技術(shù)方面，目前國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造，但在數(shù)字化和系統(tǒng)可靠性等方面仍與國外水平有不小的差距．這種電機(jī)在抽水蓄能電站機(jī)、大容量風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、軋機(jī)傳動(dòng)、礦井卷揚(yáng)方面都有很大的應(yīng)用價(jià)值，且需求量很大。從總體上看我國的電氣傳動(dòng)技術(shù)水平較國際先進(jìn)水平相差 l015 年．在我國，電氣傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)始建于 1954 年，當(dāng)時(shí)在機(jī)械工業(yè)部門的部屬下建立了我國第一個(gè)電氣傳動(dòng)公司，第一批相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生參與其中，這就是后來的天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所。隨著全球性的能源短缺和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器及變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，主要應(yīng)用在機(jī)械、紡織、化工、造紙、冶金、食品等各個(gè)行業(yè)。 研究背景及變頻改造的意義目前，在電力改革不斷深化、大力提倡建立節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，應(yīng)用高新技術(shù)節(jié)能降耗，降低廠用電率和發(fā)電成本，成為各電廠的當(dāng)務(wù)之急。若采用高壓變頻調(diào)速則可保持調(diào)節(jié)閥與擋板全開，通過降低泵與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來減小流量，從而減小了節(jié)流損失，節(jié)約了大量電能。在大力提倡節(jié)約能源的今天，推廣使用這種集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高科技節(jié)能裝置，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低能耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的性能有了極大提高，它可以實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備軟啟軟停，不僅可以降低設(shè)備故障率，還可以大幅減少電耗，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行今后主要研究的開發(fā)項(xiàng)目主要有以下幾項(xiàng)：(1)數(shù)字控制的大功率交一交變頻器供電的傳動(dòng)設(shè)備。(5)風(fēng)機(jī)和泵用高壓電動(dòng)機(jī)的節(jié)能調(diào)速研究。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)62 變頻調(diào)速在水泵中的研究 變頻調(diào)速在水泵中的主要調(diào)節(jié)方式據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國泵類配套電動(dòng)機(jī)的耗電量相當(dāng)于全國電力消耗總量的 1/5。節(jié)能調(diào)節(jié)的方法有：非變調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)，非變速調(diào)節(jié)包括節(jié)流調(diào)節(jié)和水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)等。近年來，真正的“水泵智能控制系統(tǒng)” 不再是“變頻器”控制技術(shù)的演變。其實(shí)質(zhì)是：水泵本身的供水能力不變，通過改變水路中的阻力大小來改變供水能力，以適應(yīng)用戶對(duì)流量的需求。根據(jù)供水功率 PG 與流量 Q 和揚(yáng)程 H 的乘積成正比的關(guān)系，即PG=CPHQ (CP 為比例常數(shù) )，可知此時(shí)供水功率 PG 與面積 OEBF 成正比。（2）轉(zhuǎn)速控制法：即通過改變水泵拖動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，閥門開度保持不變。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，揚(yáng)程特性變?yōu)榍€④，管阻特性則仍為曲線②，工作點(diǎn)由 A 點(diǎn)移至 C 點(diǎn)。(2)從水泵的工作效率看節(jié)能水泵的供水功率 PG 與軸功率 PP 之比，即為水泵的工作效率 ，即P? （ 21）Gp??這里，水泵的軸功率 PP 是指水泵軸上的輸入功率(即電動(dòng)機(jī)的輸出功率)，或者是水泵取用的功率。C 1 與 C2 之間通常遵循如下規(guī)律：C 1C2 =1；由式（23）表明水泵的工作效率主要取決于流量與轉(zhuǎn)速之比。而在轉(zhuǎn)速控制方式下，由于在閥門開度不變的情況下，流量 和轉(zhuǎn)速 是成正比的，比值不變，??n其效率曲線因轉(zhuǎn)速而變化，轉(zhuǎn)速為 60％n N(nN 為額定轉(zhuǎn)速 )時(shí)的效率曲線如圖 2。(3)從電動(dòng)機(jī)的效率看節(jié)能廠家在生產(chǎn)水泵時(shí)，由于對(duì)用戶的管路情況無法預(yù)測，管阻特性難以準(zhǔn)確計(jì)算，必須對(duì)用戶的需求留有足夠的余地。由于電動(dòng)機(jī)低頻運(yùn)行時(shí)，變頻器的輸出電壓將下降，從而提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。圖中，曲線①是調(diào)節(jié)閥門開度時(shí)的功率曲線；當(dāng)流量 =60％時(shí)，所消耗的功率由 B 點(diǎn)決定。微計(jì)算機(jī)是變頻器的核心，電力電子器件構(gòu)成了變頻器的主電路。均與送入電機(jī)的電流頻率 f 成正比例或接近于正比例。所以在調(diào)頻m?的同時(shí)還要調(diào)壓, 應(yīng)使 ， 成比例地改變，即：1f (27)HkwfUmdp???114.保持不變。由于變頻的同時(shí)都要按隨著電壓的變化。恒壓頻比控制是比較簡單的控制方式，歷史悠久，目前任然被大量采用，該方式被用于轉(zhuǎn)速開環(huán)的交流調(diào)速系統(tǒng)，適用于生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能要求不高的場合，例如利用通用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類進(jìn)行調(diào)速已達(dá)到節(jié)能的目的。變頻裝置具友好的控制方式，容易與控制系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制，提高了控制精度，使自動(dòng)裝置的可靠性大大提高。變頻器型號(hào)為 SAMCO SPF315KW，3 相，輸入頻率50/60Hz，輸入電壓 380460V，功率 315kW，電流 590A，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn) PID 反饋控制功能，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11帶 RS485 通訊接口。并通過組態(tài)上位機(jī)顯示，便于監(jiān)視。這里主要介紹按結(jié)結(jié)構(gòu)型式作如下分類：（1）按流體吸入葉輪的方式：單吸式泵 雙吸式泵。單位是 s，用 qm 表示質(zhì)量，單位是kg/s。 對(duì)多級(jí)泵標(biāo)出的是單極楊程 ， 對(duì)老產(chǎn)品標(biāo)出的是比轉(zhuǎn)速 n 被 1 0 除后的整數(shù)漢語拼音標(biāo)出泵的基本型式泵的吸入口直徑 ， 新產(chǎn)品標(biāo)出毫米數(shù) ， 老產(chǎn)品標(biāo)出英寸數(shù)圖 31 離水泵的命名安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13影響，較無限多葉片數(shù)葉輪做功能力減小，在離心泵中常使用如下的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算Ht。液體最高溫度不得超過 80℃，適合工廠、礦山、城市、電站的給排水，農(nóng)田排澇灌溉和各種水利工程。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：本型泵的吸入口與吐出口均在水泵軸心線下方，與軸線垂直呈水平方向，泵殼中開，檢修時(shí)無需拆卸進(jìn)水，排出管路及電動(dòng)機(jī)（或其他原動(dòng)機(jī)） ，從聯(lián)軸器向泵的方向看去，水泵為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。本型泵的吸人口與吐出口均在水泵軸心線下方，水平方向與軸線成垂直位置、泵殼中開，檢修時(shí)無需拆卸進(jìn)水，排出管路及電動(dòng)機(jī)(或其他原動(dòng)機(jī))從聯(lián)軸器向泵的方向看去，水泵均為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。泵體與泵蓋構(gòu)成葉輪的工作室，在進(jìn)出水法蘭上制有安裝真空表和壓力表的管螺，進(jìn)出水法蘭的下部制有放水的管螺。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14 異步電動(dòng)機(jī)的選型介紹 三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相交流電通入定子繞組后，便形成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)速為 n0 ,旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)內(nèi)必須有一個(gè)以 n0 旋轉(zhuǎn)的磁場。旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n1 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 之差與同步轉(zhuǎn)速 n1 之比稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s，即： （33）1s??轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)分析和計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及其機(jī)械特性有著重要的意義。 三相異步電動(dòng)機(jī)的選型依據(jù)首先應(yīng)根據(jù)不同類型地區(qū)的特點(diǎn)，不同的生產(chǎn)要求，采用不同的泵型，本設(shè)計(jì)采用管道液體為鹽水的水泵。對(duì)于功率大于 300KW 的電機(jī)，可以采用特別加強(qiáng)絕緣的鼠籠型 JSQ 和繞線式 JRQ 電機(jī)。它在傳統(tǒng)大功率電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用較多。交直交變頻器由整流器、濾波系統(tǒng)和逆變器三部分組成。它在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的變頻器（采用 VVVF 控制等）和 IT、供電領(lǐng)域的不間斷電源都有應(yīng)用。電流型是將電流源性質(zhì)的直流變換為交流的變頻器，直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電感。三相橋式逆變電路的工作過程與單相逆變橋相同，只要注意三相之間互隔T／3(T 是周期)就可以了。全控型器件的具體導(dǎo)通順序?yàn)椋旱?1 個(gè) T/6：VVV5 導(dǎo)通，VVV2 截止：第 2 個(gè) T/6：Vl、VV2 導(dǎo)通，VVV5 截止：第 3 個(gè) T/6：VVV2 導(dǎo)通，VVV5 截止：第 4 個(gè) T/6：VVV2 導(dǎo)通，VVV5 截止：第 5 個(gè) T/6：VVV5 導(dǎo)通，VVV2 截止：第 6 個(gè) T/6：VVV5 導(dǎo)通，VVV2 截止。 因 各 類 型 變 頻 器 功 能 有 差 異 ， 而 相 同 功 能 參 數(shù) 的 名 稱 也 不 一 致 ， 為 敘 述 方 便 ，本 文 以 富 士 變 頻 器 基 本 參 數(shù) 名 稱 為 例 。 在 電 動(dòng)機(jī) 加 速 時(shí) 須 限 制 頻 率 設(shè) 定 的 上 升 率 以 防 止 過 電 流 ， 減 速 時(shí) 則 限 制 下 降 率 以 防 止 過 電壓 。 設(shè) 定 為 自 動(dòng) 時(shí) ， 可 使 加 速 時(shí) 的 電 壓 自 動(dòng) 提 升 以 補(bǔ) 償起 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 ， 使 電 動(dòng) 機(jī) 加 速 順 利 進(jìn) 行 。 本 功 能 只 適 用 于 “一 拖 一 ”場 合 ， 而 在“一 拖 多 ”時(shí) ， 則 應(yīng) 在 各 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) 上 加 裝 熱 繼 電 器 。 此功 能 還 可 作 限 速 使 用 ， 如 有 的 皮 帶 輸 送 機(jī) ， 由 于 輸 送 物 料 不 太 多 ， 為 減 少 機(jī) 械 和 皮帶 的 磨 損 ， 可 采 用 變 頻 器 驅(qū) 動(dòng) ， 并 將 變 頻 器 上 限 頻 率 設(shè) 定 為 某 一 頻 率 值 ， 這 樣 就 可使 皮 帶 輸 送 機(jī) 運(yùn) 行 在 一 個(gè) 固 定 、 較 低 的 工 作 速 度 上 。 它 是 用 來 彌 補(bǔ) 外 部 設(shè) 定 信 號(hào) 電壓 與 變 頻 器 內(nèi) 電 壓 （ +10v） 的 不 一 致 問 題 ； 同 時(shí) 方 便 模 擬 設(shè) 定 信 號(hào) 電 壓 的 選 擇 ， 設(shè)定 時(shí) ， 當(dāng) 模 擬 輸 入 信 號(hào) 為 最 大 時(shí) （ 如 10v、 5v或 20mA） ， 求 出 可 輸 出 F/V圖 形 的 頻率 百 分 數(shù) 并 以 此 為 參 數(shù) 進(jìn) 行 設(shè) 定 即 可 ； 如 外 部 設(shè) 定 信 號(hào) 為 0～ 5v時(shí) ， 若 變 頻 器 輸 出頻 率 為 0～ 50Hz， 則 將 增 益 信 號(hào) 設(shè) 定 為 200%即 可 。 SAMCOVMO5SPF 能適應(yīng)不同的用途提供兩種系列，一般工業(yè)用的 SHF 系列和風(fēng)機(jī)、水泵用的 SPF 系列。SAMCOvm05 系列通用變頻器采用智能功率模塊(ASIPM)和高性能 IGBT，結(jié)構(gòu)更為緊湊、可靠；內(nèi)部控制軟件可隨用戶需求升級(jí)，免費(fèi)提供專門設(shè)計(jì)的可用于 Windows95/98 操作系統(tǒng)的功能軟件(通信接口功能、負(fù)載控制算法等)、傳輸軟件(FMTP)，并可方便的實(shí)現(xiàn)版本升級(jí)，版本升級(jí)功能是一種軟件用戶化功能，可以使通用變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩魧Ｓ眯妥冾l器，直接通過計(jì)算機(jī)上的串行通信口增加新的功能。VRF1,IRF/VRF2，ACM 端口接設(shè)定頻率的電位器，+V1 ，+V2 為頻率設(shè)定的電源端口， VRF1 為頻率設(shè)定端子（05V，010V 或電位器），IRF/VRF2 為頻率設(shè)定端子（420MA 或 05V,010V 或電位器），ACM 為模擬信號(hào)共用端子?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而