【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 比；風(fēng)壓與速度平方成正比；軸功率與速度立方成正比。 圖 3 HQ 曲線 當(dāng)風(fēng)機(jī)的管網(wǎng)風(fēng) 阻保持不變時(shí)，其風(fēng)量 Q 與通風(fēng)阻力 f 按阻力定律變化，即f=R?Q2 ，它對(duì)應(yīng)的曲線稱為風(fēng)阻特性曲線。風(fēng)機(jī)的 HQ 曲線與管網(wǎng)阻力曲線相交點(diǎn)稱為工作點(diǎn) M（圖 1中 ,M1 及 M1′為同一風(fēng)機(jī)在兩種不同速度下的 HQ曲線與 R1風(fēng)阻特性曲線相交的工作點(diǎn) ,M2及 M′ 2為與 R2風(fēng)阻曲線相交的工作點(diǎn)） .[2] 鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速方式 鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的基本原理是通過(guò)改變風(fēng)機(jī)本身的特性曲線 ,或者外部的管網(wǎng)阻 9 力曲線 ,或者同時(shí)改變二者 ,得到所需的工況。 風(fēng)量調(diào)節(jié)又具體分為 2 類 :鼓風(fēng)機(jī)恒速的調(diào)節(jié)和鼓風(fēng)機(jī)變速的調(diào)節(jié)。 （ 1） 鼓風(fēng)機(jī)恒速的調(diào)節(jié) 改變鼓風(fēng)機(jī)工作輪葉片安裝角 ,此為軸流風(fēng)機(jī)基本調(diào)節(jié)方法 。前倒流器調(diào)節(jié) ,此為離心式風(fēng)機(jī)基本調(diào)節(jié)方式 ,軸流風(fēng)機(jī)亦可用 。風(fēng)門 (擋板 )調(diào)節(jié) 。更換工作輪調(diào)節(jié) 。改變?nèi)~片數(shù)調(diào)節(jié) 。改變?nèi)~片寬度調(diào)節(jié) 。聯(lián)合調(diào)節(jié)等等。 （ 2） 鼓風(fēng)機(jī)變速的調(diào)節(jié) 對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)變速調(diào)節(jié)，一般選用效率不高而簡(jiǎn)單的調(diào)速方式時(shí)，初期投資低而運(yùn)行費(fèi)用高；采用效率高而復(fù)雜的調(diào)節(jié)時(shí)，效果相反。調(diào)節(jié)時(shí)要兼顧高效和初投資。 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速 （ 1） 鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速應(yīng)結(jié)合發(fā)生 爐的特點(diǎn)來(lái)考慮，綜合考慮頻率對(duì)風(fēng)量、風(fēng)壓的影響 ,否則實(shí)施后效果可能會(huì)很差。如鼓風(fēng)機(jī)初始風(fēng)量選型過(guò)大而風(fēng)壓合適，這種情況下不宜單純從降低風(fēng)量節(jié)能的角度實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，并且鼓風(fēng)機(jī)更不能僅實(shí)現(xiàn)低頻恒定運(yùn)轉(zhuǎn)。如某鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量為 10000 m3 /h，實(shí)際僅需 6000 m3 /h，因轉(zhuǎn)速與頻率成正比，風(fēng)量與頻率成正比，風(fēng)壓與頻率的平方成正比，風(fēng)機(jī)消耗功率與頻率的立方成正比，若將頻率降低至 30 Hz 可滿足要求，節(jié)電率也非常高，但風(fēng)壓卻降 低至 36%，不能滿足水煤氣生產(chǎn)過(guò)程要求。 （ 2） 鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速后，要達(dá)到與生產(chǎn)同步 ， 應(yīng)合理確定升頻、降頻信號(hào)的選取點(diǎn)。根據(jù)水煤氣的生產(chǎn)特點(diǎn)，鼓風(fēng)機(jī)的高頻全速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)在吹風(fēng)階段，而低頻運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)在制氣階段，那么可以在對(duì)發(fā)生爐鼓完風(fēng)后取一個(gè)信號(hào)使鼓風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行，而在制氣結(jié)束后取一個(gè)信號(hào)使鼓風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行。問(wèn)題是信號(hào)從哪一個(gè)地方取最合適、最經(jīng)濟(jì)、最方便。大致有 3 個(gè)方案：①?gòu)臅r(shí)間段上取，如吹風(fēng)定為70 s，在吹風(fēng)時(shí)間達(dá)到 70 s 時(shí)，發(fā)出降頻信號(hào)，使變頻器帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。②從程序段上取 ,如在程序段上顯示“ 1”時(shí)發(fā)出信號(hào) ,使變頻器動(dòng)作，鼓風(fēng)機(jī)高頻全速運(yùn)轉(zhuǎn)。③從各氣動(dòng)或液動(dòng)閥門上行程開(kāi)關(guān)取信號(hào)。綜合這 3種方案來(lái)看，第 2種方案應(yīng)為優(yōu)選，原因是除了經(jīng)濟(jì)、方便外，更重要的是其簡(jiǎn)單及高可靠性。具體實(shí)施時(shí)，還應(yīng)充分考慮變頻器帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的時(shí)間，否則生產(chǎn)階段進(jìn)入吹風(fēng)過(guò)程時(shí) ，鼓風(fēng)機(jī)從低速開(kāi)始加速，風(fēng)量風(fēng)壓還遠(yuǎn)未達(dá)到要求，對(duì)生產(chǎn)影響大。所以 啟動(dòng)信號(hào)應(yīng)從第 5 個(gè)程序段上取，即顯示“ 5”時(shí)，即是變頻器的升頻信號(hào)，而降頻信號(hào)可在吹風(fēng)結(jié)束程序段上顯示“ 2”時(shí)取，確保了變頻器帶動(dòng)鼓風(fēng) 機(jī)與生產(chǎn)的同步性，同時(shí)也給變頻器的升降頻過(guò)程留出了足夠的時(shí) 間。 （ 3） 鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速后應(yīng)掌握好節(jié)電和節(jié)能的關(guān)系 ,找出最佳平衡點(diǎn)，達(dá)到既節(jié)電而發(fā)生爐產(chǎn)氣能力、產(chǎn)氣率變化又不大的目的。變頻調(diào)速技術(shù)在鼓風(fēng) 10 機(jī)上的應(yīng)用體現(xiàn)在吹風(fēng)時(shí)的少量節(jié)電及制氣時(shí)低頻運(yùn)轉(zhuǎn) (如 20 Hz)狀態(tài)的大量節(jié)電。 （ 4） 應(yīng)充分考慮鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速后在頻率從低頻到高頻爬升階段的能耗，給鼓風(fēng)機(jī)提速留出適量的時(shí)間，不能主觀的認(rèn)為在制氣階段頻率可降至零，以最大限度的節(jié)電，因?yàn)楣娘L(fēng)機(jī)在頻率爬升階段運(yùn)轉(zhuǎn)電流很大，甚至超出正常電流的 30 %－ 50%,這階段時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，節(jié)電效果會(huì)很差，時(shí)間過(guò)短變頻器會(huì)因過(guò) 流而保護(hù)。如低頻定得過(guò)高，節(jié)電效果就不理想了。 [3] 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 變頻器的選型 變頻調(diào)速的基本原理 當(dāng)在一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組上加上三相交流電壓時(shí)，該電壓將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其速度由定子電壓的頻率所決定。當(dāng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于該磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子繞組將切割磁力線，并在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，而此感應(yīng)電流又將受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電磁力，即轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)將三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的任意兩相進(jìn)行交換時(shí)，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向?qū)l(fā)生改變。因此，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向也將 發(fā)生改變。 異步電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速被稱為異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，其同步轉(zhuǎn)速由電動(dòng)機(jī)的磁極個(gè)數(shù)和電源頻率所決定 : ns=50f1/np ns同步頻率 fl電源頻率 np磁極對(duì)數(shù) 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速總是小于其同步轉(zhuǎn)速，異步電機(jī)的實(shí) 際轉(zhuǎn)速可由下式給出 : n=ns(1s)=50f1 (1s)/np 式中 : n電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速 s異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 由式 (2)可知，改變參數(shù) f1,s 中的任意一個(gè)就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。因此，可以通過(guò)改變?cè)撾娫吹念l率來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。從某種意義上說(shuō)，變頻器就是一個(gè)可以任意改變頻率的交流電源。 在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，一個(gè)重要的因素時(shí)希望保持每極磁通量 m? 為額定值不變。磁通太弱，沒(méi)有充分利用電機(jī)的磁心，是一種浪費(fèi) :若要增大磁通，又會(huì)使磁通飽和，從而導(dǎo)致過(guò)大氏勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)槔@組過(guò)熱而損壞電機(jī)。對(duì)于直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，所以只要對(duì)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合適，保持 m? 不 11 變是很容易做到的。在交流異步電機(jī)種，磁通是定子和轉(zhuǎn)子合成產(chǎn)生的。 三相異步電機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值是 : Eg = ?n1? kn1? m? 式中 :Eg氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值，單位為 V； f1定子頻率，單位位 HZ； n1定 子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； kn1基波繞組系數(shù)； m? 每極氣隙磁通量，單位位 Wb； 由公式可知，只要控制好 Eg 和 f1，便可以控制磁通 m? 不變。需要考慮基頻 (額定頻率 )以下和基頻以上兩種情況 : （ 1） 基頻以下調(diào)速 : 即采用恒定的電動(dòng)勢(shì)。由上式可知，要保持 m? 不變，但頻率 f1 從額定值f1n 向下調(diào)節(jié)時(shí) ，必須同時(shí)降低 Eg。 然而繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以控制的，但電動(dòng)勢(shì)較高時(shí)，可以忽略電子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 U1=E，則得 U1/f=常值。 低頻時(shí)， U1和 Eg都較小，定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著，不能在忽略。這時(shí)，可以人為的把電壓 U1 抬高一些，以便近似的補(bǔ)償定子壓降。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性為 b線，無(wú)補(bǔ)償?shù)臑?a線。如圖 4 所示。 圖 4 恒壓頻比控制特性 （ 2）基頻以上調(diào)速 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率可以從 f1n 往上增高，但電壓 U1 磁通與頻率成反比的降低，相當(dāng)于 直流電機(jī)弱磁升速的情況。 把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來(lái)，可得到異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制 12 特性，如圖 5 所示。如果電動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下都具有額定電流，則電動(dòng)機(jī)都能在溫升容許的條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，這時(shí)轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”的調(diào)速，而在基頻以上，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。 圖 5 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制特性 調(diào)速控制風(fēng)量的節(jié)能原理 與風(fēng)門控制風(fēng)量方式相比 ,采用調(diào)速控制風(fēng)量有著明顯的節(jié)能效果 。通過(guò)圖 1 的風(fēng)機(jī)特性曲線可以說(shuō)明其節(jié)能原理 。圖中，曲線 1 為風(fēng)機(jī)在恒速 n1 下的風(fēng)壓 —— 風(fēng)量（ HQ） 特性；曲線二為管網(wǎng)風(fēng)阻特性 (風(fēng)門開(kāi)度全開(kāi) ) 。設(shè)工作點(diǎn)為 A ,輸出風(fēng)量 Q 1 為 1