【文章內(nèi)容簡介】 PH的表達式可見：風量與速度成正比；風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 當風機的管網(wǎng)風阻保持不變時，其風量 Q與通風阻力 f按阻力定律變化，即f=R?Q2 ，它對應的曲線稱為風阻特性曲線。風機的 HQ 曲線與管網(wǎng)阻力曲線相交點稱為工作點 M（圖 1中 ,M1及 M1′為同一風機在兩種不同速度下的 HQ曲線與 R1風阻特性曲線相交的工作點 ,M2及 M′ 2為與 R2風阻曲線相交的工作點） .[2] 鼓風機調(diào)速方式 鼓風機調(diào)節(jié)的基本原理是通過改變風機本身的特性曲線 ,或者外部的管網(wǎng)阻 9 力曲線 ,或者同時改變二者 ,得到所需的工況。風量調(diào)節(jié)又具體分為 2 類 :鼓風機恒速的調(diào)節(jié)和鼓風機變速的調(diào)節(jié)。 （ 1） 鼓風機恒速的調(diào) 節(jié) 改變鼓風機工作輪葉片安裝角 ,此為軸流風機基本調(diào)節(jié)方法 。前倒流器調(diào)節(jié) ,此為離心式風機基本調(diào)節(jié)方式 ,軸流風機亦可用 。風門 (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） 鼓風機變速的調(diào)節(jié) 對于鼓風機變速調(diào)節(jié)，一般選用效率不高而簡單的調(diào)速方式時，初期投資低而運行費用高；采用效率高而復雜的調(diào)節(jié)時，效果相反。調(diào)節(jié)時要兼顧高效和初投資。 鼓風機變頻調(diào)速 （ 1） 鼓風機實施變頻調(diào)速應結(jié)合發(fā)生爐的特點來考慮，綜合考慮頻率對風量、風壓的影響 ,否則實施后效果可能會很差。如鼓風機 初始風量選型過大而風壓合適，這種情況下不宜單純從降低風量節(jié)能的角度實現(xiàn)變頻調(diào)速，并且鼓風機更不能僅實現(xiàn)低頻恒定運轉(zhuǎn)。如某鼓風機設計風量為 10000 m3 /h，實際僅需 6000 m3 /h，因轉(zhuǎn)速與頻率成正比，風量與頻率成正比，風壓與頻率的平方成正比，風機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，但風壓卻降低至 36%，不能滿足水煤氣生產(chǎn)過程要求。 （ 2） 鼓風機實施變頻調(diào)速后，要達到與 生產(chǎn)同步 ， 應合理確定升頻、降頻信號的選取點。根據(jù)水煤氣的生產(chǎn)特點，鼓風機的高頻全速運轉(zhuǎn)應在吹風階段，而低頻運轉(zhuǎn)應在制氣階段，那么可以在對發(fā)生爐鼓完風后取一個信號使鼓風機低速運行，而在制氣結(jié)束后取一個信號使鼓風機全速運行。問題是信號從哪一個地方取最合適、最經(jīng)濟、最方便。大致有 3個方案：①從時間段上取，如吹風定為70 s，在吹風時間達到 70 s時，發(fā)出降頻信號，使變頻器帶動鼓風機電機低速運轉(zhuǎn)。②從程序段上取 ,如在程序段上顯示“ 1”時發(fā)出信號 ,使變頻器動作，鼓風機高頻全速運轉(zhuǎn)。③從各氣動或液動閥門上行程開關取信號 。綜合這 3種方案來看，第 2種方案應為優(yōu)選，原因是除了經(jīng)濟、方便外，更重要的是其簡單及高可靠性。具體實施時，還應充分考慮變頻器帶動鼓風機的時間，否則生產(chǎn)階段進入吹風過程時 ，鼓風機從低速開始加速，風量風壓還遠未達到要求，對生產(chǎn)影響大。所以 啟動信號應從第 5個程序段上取，即顯示“ 5”時，即是變頻器的升頻信號，而降頻信號可在吹風結(jié)束程序段上顯示“ 2”時取，確保了變頻器帶動鼓風 機與生產(chǎn)的同步性，同時也給變頻器的升降頻過程留出了足夠的時間。 （ 3） 鼓風機實施變頻調(diào)速后應掌握好節(jié)電和節(jié)能的關系 ,找出最佳平衡點，達到既節(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)速技術在鼓風 10 機上的應用體現(xiàn)在吹風時的少量節(jié)電及制氣時低頻運轉(zhuǎn) (如 20 Hz)狀態(tài)的大量節(jié)電。 （ 4） 應充分考慮鼓風機實施變頻調(diào)速后在頻率從低頻到高頻爬升階段的能耗，給鼓風機提速留出適量的時間，不能主觀的認為在制氣階段頻率可降至零，以最大限度的節(jié)電，因為鼓風機在頻率爬升階段運轉(zhuǎn)電流很大，甚至超出正常電流的 30 %－ 50%,這階段時間過長，節(jié)電效果會很差，時間過短變頻器會因過流而保護。如低頻定得過高，節(jié)電效果就不理想了。 [3] 3 系統(tǒng)硬件設計 變頻器 的選型 變頻調(diào)速的基本原理 當在一臺三相異步電動機的定子繞組上加上三相交流電壓時，該電壓將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，其速度由定子電壓的頻率所決定。當磁場旋轉(zhuǎn)時，位于該磁場中的轉(zhuǎn)子繞組將切割磁力線，并在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應的感應電動勢和感應電流，而此感應電流又將受到旋轉(zhuǎn)磁場的作用而產(chǎn)生電磁力，即轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)。當將三相異步電動機繞組的任意兩相進行交換時，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的方向?qū)l(fā)生改變。因此，電動機的轉(zhuǎn)向也將發(fā)生改變。 異步電動機定子磁場的轉(zhuǎn)速被稱為異步電動機的同步轉(zhuǎn)速，其同步轉(zhuǎn)速由電動機的磁 極個數(shù)和電源頻率所決定 : ns=50f1/np ns同步頻率 fl電源頻率 np磁極對數(shù) 異步電動機的轉(zhuǎn)速總是小于其同步轉(zhuǎn)速，異步電機的實際轉(zhuǎn)速可由下式給出 : n=ns(1s)=50f1 (1s)/np 式中 : n電動機實際轉(zhuǎn)速 s異步電動機的轉(zhuǎn)差率 由式 (2)可知，改變參數(shù) f1,s中的任意一個就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速，即對異步電動機進行調(diào)速控制。因此，可以通過改變該電源的頻率來實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速控制。從某種意義上說，變頻器就是一個可以任意改變頻率的交流電源。 在電動機調(diào)速時，一個重要的因素時希望保持每極磁通量 m? 為額定值不變。磁通太弱，沒有充分利用電機的磁心，是一種浪費 :若要增大磁通，又會使磁通飽和，從而導致過大氏勵磁電流，嚴重時會因為繞組過熱而損壞電機。對于直流電機來說，勵磁系統(tǒng)是獨立的，所以只要對電樞反應的補償合適，保持 m? 不 11 變是很容易做到的。在交流異步電機種，磁通是定子和轉(zhuǎn)子合成產(chǎn)生的。 三相異步電機定子每相電動勢的有效值是 : Eg = ?n1?kn1? m? 式中 :Eg氣隙磁通在定子每相中感應電動勢有效值，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 : 即采用恒定的電動勢。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，必須同時降低 Eg。 然而繞組中的感應電動勢是難以控制的，但電動勢較高時，可以忽略電子繞組的漏磁阻抗壓降， 而認為定子相電壓 U1=E，則得 U1/f=常值。 低頻時， 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，可以人為的把電壓 U1 抬高一些，以便近似的補償定子壓降。帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制特性為 b線，無補償?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，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，相當于 直流電機弱磁升速的情況。 把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來，可得到異步電動機的變頻調(diào)速控制 12 特性，如圖 5所示。如果電動機在不同的轉(zhuǎn) 速下都具有額定電流，則電動機都能在溫升容許的條件下長期運行，這時轉(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 異步電動機變頻調(diào)速控制特性 調(diào)速控制風量的節(jié)能原理 與風門控制風量方式相比 ,采用調(diào)速控制風量有著明顯的節(jié)能效果 。通過圖 1 的風機特性曲線可以說明其節(jié)能原理 。圖中，曲線 1 為風機在恒速 n1 下的風壓 —— 風量（ HQ）特性；曲線二為管網(wǎng)風阻特性 (風門開度全開 ) 。設工作點為 A ,輸出風