通風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)及保護(hù)-展示頁
2025-05-25 08:21本頁面
【正文】 通風(fēng)機(jī)。軸流式通風(fēng)機(jī)性能還可通過改變動(dòng)葉或靜葉安裝角度、改變?nèi)~輪級(jí)數(shù)、改變?nèi)~輪數(shù)量等方法進(jìn)行調(diào)節(jié), 經(jīng)濟(jì)性能良好。 后者與前者相比有一定的節(jié)能性。 二是改變風(fēng)機(jī)特性, 使工作點(diǎn)沿管網(wǎng)特性曲線遷移變化。 通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)在運(yùn)行中, 用戶人為地去改變系統(tǒng)的平衡工作點(diǎn)就是工況的調(diào)節(jié)。因離心式通風(fēng)機(jī)的特性曲線較平緩, 一般沒有駝峰, 適用于風(fēng)量變化較小而阻力變化不大的礦井, 所以, 離心式通風(fēng)機(jī)可用閘門調(diào)節(jié)風(fēng)量, 應(yīng)用范圍較廣。軸流式通風(fēng)機(jī)的特性曲線陡斜有駝峰, 工況點(diǎn)只能在駝峰右側(cè), 相對(duì)應(yīng)用范圍較小, 適用于礦井阻力變化大而風(fēng)量變化不大的礦井。 二是在較小流量區(qū)壓力—流量 (—) 曲線曲線跌落明顯, 是不穩(wěn)定工況區(qū)。圖2 軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線其特點(diǎn): 一是升壓曲線有駝峰形。后者則壓力—流量 (—) 曲線呈遞降形, 功率—流量(P—) 曲線有峰值, 大流量時(shí)不會(huì)過載, 效率比前向風(fēng)機(jī)稍高一些 。離心式通風(fēng)機(jī)的特性曲線前向?qū)~和后向?qū)~有明顯差異如圖 1所示。一、 離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)的工作原理 特性曲線在通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中, 通風(fēng)機(jī)的靜壓是控制機(jī)外管路損失壓力的動(dòng)力, 而動(dòng)壓部分一般難以利用, 即都是損失的能量。據(jù)介紹, 因?yàn)? 通風(fēng)機(jī)在最佳工況時(shí)的動(dòng)壓頭Pf dy能占到總壓力的 10%～20%,所以, 靜壓效率 是衡量實(shí)際經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)。圖1 離心式通風(fēng)機(jī)特性曲線前者則壓力—流量 (—() 曲線有駝峰形,功率—流量 ( P—) 曲線呈上升形, 大流量時(shí)風(fēng)機(jī)有過載產(chǎn)生。軸流式風(fēng)機(jī)典型的特性曲線如圖 2所示。在這一狀況下各種流動(dòng)損失比較小, 風(fēng)機(jī)可達(dá)最佳狀態(tài),升壓特性也有良好的穩(wěn)定性。 三是零流量時(shí)功率值較大, 有些風(fēng)機(jī)還可能處于最大功率狀態(tài)。還有一部分軸流式通風(fēng)機(jī), 在改進(jìn)裝置后, 性能曲線已無駝峰。雖然離心式通風(fēng)機(jī)最高效率比軸流式通風(fēng)機(jī)要高, 但離心式通風(fēng)機(jī)的平均效率不如軸流式通風(fēng)機(jī)高。實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的途徑: 一是改變管網(wǎng)特性, 使風(fēng)機(jī)特性遷移變化。前者可通過調(diào)節(jié)閘門開度實(shí)現(xiàn), 方便但不經(jīng)濟(jì)。調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)都適用, 經(jīng)濟(jì)性能良好, 但投入較大。離心式通風(fēng)機(jī)性能調(diào)節(jié)一般采用閘門調(diào)節(jié)法,通風(fēng)阻力較大, 經(jīng)濟(jì)性能較差, 雖然也可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和采用導(dǎo)流器調(diào)節(jié)的方法, 但有一定的局限性或較復(fù)雜性, 還未普遍采用。對(duì)現(xiàn)代大型軸流通風(fēng)機(jī)的葉輪葉片和導(dǎo)葉葉片的安裝角可以做成可調(diào)節(jié)的, 這樣可提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行范圍, 使它在經(jīng)濟(jì)性能方面比離心式通風(fēng)機(jī)有了更廣的適應(yīng)性。R為工作風(fēng)阻 H為風(fēng)壓 Q為風(fēng)量 M為工況點(diǎn)二、調(diào)速系統(tǒng)在煤礦的安全生產(chǎn)中,礦井通風(fēng)系統(tǒng)起著極其重要的作用,它是煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)而礦井局部通風(fēng)機(jī)又是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,因此對(duì)其進(jìn)行PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究,不僅可以大大提高煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化!自動(dòng)化水平,還能節(jié)省大量的電能,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益 本課題的研究目的是利用PLC控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)和組態(tài)監(jiān)控技術(shù),設(shè)計(jì)局部通風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)當(dāng)井下掘進(jìn)巷道延伸時(shí),風(fēng)機(jī)的管網(wǎng)阻力增加,風(fēng)機(jī)的出氣風(fēng)量隨之減少為了解決這一問題,本課題通過對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)特性曲線的研究,提出了一種控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量的算法該控制算法使用壓力傳感器采集管道的出氣風(fēng)壓信號(hào),根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律求出風(fēng)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)風(fēng)機(jī)需要達(dá)到的轉(zhuǎn)速,再根據(jù)變頻器模擬輸入電壓與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的線性關(guān)系,求出變頻器模擬輸入電壓與風(fēng)機(jī)出氣風(fēng)壓的理論擬合關(guān)系根據(jù)此擬合關(guān)系,就可以由傳感器采集的風(fēng)壓信號(hào)求出相應(yīng)的變頻器模擬輸入電壓,從而改變風(fēng)機(jī)輸入電源電壓的頻率,調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,控制風(fēng)機(jī)的出氣風(fēng)量礦井通風(fēng)機(jī)按結(jié)構(gòu)來分,有離心通風(fēng)機(jī)和軸流通風(fēng)機(jī),目前礦上使用最多的是軸流通風(fēng)機(jī)軸流通風(fēng)機(jī)是氣體沿軸向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉片通道,由葉片與氣體的相互作用,使氣體被壓縮并沿軸向排出的通風(fēng)機(jī)在兩級(jí)的軸流通風(fēng)機(jī)中,有一種性能比較好的軸流通風(fēng)機(jī))對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī),它的一個(gè)葉輪裝在另一個(gè)葉輪的后面,同時(shí)兩個(gè)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反它具有結(jié)構(gòu)尺寸短,效率高,反風(fēng)性能好的特點(diǎn),在礦井中的應(yīng)用最為普遍礦井通風(fēng)機(jī)若按其具體作用來分,有兩種:一種是主通風(fēng)機(jī)(主扇),用來向井下輸送新鮮空氣,其流量較大,多采用軸流式的,也有用離心式的。 由于礦井通風(fēng)機(jī)是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,其運(yùn)行狀況直接影響著煤礦的安全生產(chǎn)目前,許多煤礦的主通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采用繼電器控制,而局部通風(fēng)機(jī)采用防爆開關(guān)直接控制供電風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)!停止依然采用人工完成,不能做到根據(jù)故障情況自動(dòng)開停風(fēng)機(jī),這不利于通風(fēng)機(jī)機(jī)房管理水平的提高和煤礦的自動(dòng)化安全生產(chǎn)[3]另外,為了控制掘進(jìn)工作面上的風(fēng)量,傳統(tǒng)的方法多采用增阻法!減阻法和輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法當(dāng)掘進(jìn)巷道開始掘進(jìn)時(shí),管網(wǎng)阻力比較小,風(fēng)機(jī)的出氣風(fēng)量比較大,可減小局部通風(fēng)機(jī)橡膠管道的直徑,從而間接增加管網(wǎng)的阻力,減小風(fēng)機(jī)的出氣風(fēng)量。 變頻器是變頻調(diào)速技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)果近幾年來,隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展,變頻器的價(jià)格不斷下降,可選擇的類型不斷增多,其可靠性和功能
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