薛應(yīng)斌

摘 要：我國(guó)是個(gè)能源消耗大國(guó)，在不斷的推進(jìn)的工業(yè)化和城市化進(jìn)程中，能源問題已經(jīng)成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的瓶頸。那么，在供熱工程中，風(fēng)機(jī)與泵類電動(dòng)機(jī)及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇，在勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，就已經(jīng)成為了工藝專業(yè)與電氣專業(yè)交叉設(shè)計(jì)的結(jié)果，但同時(shí)，這也一直困擾著，工藝專業(yè)與電氣專業(yè)的交叉設(shè)計(jì)的工作。因此，本文就講詳細(xì)的進(jìn)行介紹，風(fēng)機(jī)與泵類電動(dòng)機(jī)及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇時(shí)，需要考慮的電動(dòng)機(jī)類型、轉(zhuǎn)速、電壓等級(jí)、電動(dòng)機(jī)防護(hù)型式等主要因素，并提出相關(guān)的選擇的建議，從而能夠達(dá)到減少耗電里，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī);泵;電動(dòng)機(jī);電氣傳統(tǒng)系統(tǒng);相關(guān)選擇;有效研究

在供熱工程中，風(fēng)機(jī)與泵是被廣泛使用的一種通用機(jī)械。那么，為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能的號(hào)召，降低風(fēng)機(jī)與泵的能耗，在工程設(shè)計(jì)過程中，就要更加重視節(jié)能降耗，同時(shí)還必須正確的選擇風(fēng)機(jī)與泵類電動(dòng)機(jī)及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。要求在保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的條件下，逐年降低單位GDP的能耗指標(biāo)。將又快又好發(fā)展經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)思想改變?yōu)橛趾糜挚?，因?yàn)?，這意味著環(huán)境保護(hù)優(yōu)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查，我國(guó)的電動(dòng)機(jī)耗能，約占總發(fā)電能的百分之三十，其中大多數(shù)為風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載，風(fēng)機(jī)、水泵運(yùn)行效率，已經(jīng)比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品低百分之二十左右。所以，風(fēng)機(jī)與泵類電動(dòng)機(jī)及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇，在勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域，屬于工藝專業(yè)與電氣專業(yè)交叉設(shè)計(jì)的結(jié)果，也是綜合性的技術(shù)成果，更是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。因此，為了能夠真正有效的提高電能的利用率，本文將著重的針對(duì)供熱工程設(shè)計(jì)過程中，風(fēng)機(jī)與泵類電動(dòng)機(jī)及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)選擇提出有效的建議，從而努力實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)與泵的節(jié)能。

一、電機(jī)節(jié)能的設(shè)備

根據(jù)調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式，其實(shí)是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。那么，區(qū)分是否高效，主要還是看的是轉(zhuǎn)差率，調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，無轉(zhuǎn)差損耗，就是高效。當(dāng)然，靠調(diào)整轉(zhuǎn)差率來調(diào)速，也還是存在較大的轉(zhuǎn)差率時(shí)的，轉(zhuǎn)差損耗大，那么效率就低下。下面我們就來著重分析幾種調(diào)速方式。

（一）變極調(diào)速。交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電機(jī)自身的極數(shù)是有關(guān)的，兩極同步轉(zhuǎn)速就是3000r/min，四極同步轉(zhuǎn)速是1500r/min，六極同步轉(zhuǎn)速是1000r/min，八極同步轉(zhuǎn)速是750r/min，那么，只要改變極數(shù)的話，就能使電機(jī)在兩到三個(gè)調(diào)速區(qū)間，來回的變換，但這個(gè)變換手段是比較麻煩的，而且調(diào)速死板，一般也只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。而有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速，因?yàn)檫@種調(diào)速只針對(duì)固定形式的電機(jī)，控制復(fù)雜性高，可靠性較低，調(diào)速的范圍也非常有限，不適應(yīng)廣泛的電機(jī)節(jié)能改造。

（二）串級(jí)調(diào)速。這類調(diào)速的原理，實(shí)際就是把轉(zhuǎn)子上多余的電能，回饋到電機(jī)定子中，從而減少電網(wǎng)，對(duì)定子的電能供應(yīng)，雖然這種方式看似簡(jiǎn)單，但其實(shí)主要是針對(duì)轉(zhuǎn)子繞線式的交流電機(jī)，而且還需對(duì)電機(jī)的定子做改動(dòng)，增加內(nèi)饋定子繞組（副繞組），所以，最好使用專門的內(nèi)饋式高壓交流電機(jī)。高壓交流電的主要優(yōu)點(diǎn)，是無須改動(dòng)原有控制部分的，直接更換電機(jī)再加套轉(zhuǎn)子變頻裝置就可以。但必須注意要慎重對(duì)待，對(duì)原有的電機(jī)，加以改造來實(shí)現(xiàn)內(nèi)饋式的串級(jí)調(diào)速，因?yàn)閮?nèi)饋式電機(jī)，分了部分繞組作為內(nèi)饋繞組，原有直接依賴電網(wǎng)供電的主繞組數(shù)目減少，所以，必須要加長(zhǎng)電機(jī)，加大主繞組磁通量，這樣才能保證電機(jī)在大負(fù)荷時(shí)，正常運(yùn)作。否則一旦滿負(fù)荷工作的話，電機(jī)就會(huì)過負(fù)載，非常危險(xiǎn)。但它的缺點(diǎn)也是非常明顯的，繞線式轉(zhuǎn)子，必須通過滑環(huán)和電刷系統(tǒng)才能工作，否則電機(jī)的效率就會(huì)隨之下降。直流電機(jī)逐步被淘汰也主要是這個(gè)原因。所以，在考慮使用內(nèi)饋式串級(jí)調(diào)速時(shí)，一定要考慮系統(tǒng)停機(jī)檢修轉(zhuǎn)子設(shè)備。

（三）液力耦合器調(diào)速。液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，它一般都是由泵輪和渦輪組成的，統(tǒng)稱為工作輪，把它放在密封殼體中，殼中就會(huì)充入一定量的工作液體，那么，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，就處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，因此，在離心力作用下，沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，液力耦合器的動(dòng)力傳輸能力，與殼內(nèi)相對(duì)充液量的大小也是一致的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，從而作到無級(jí)調(diào)速。然而，這種調(diào)速方法，實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)差功率消耗型的做法，其主要缺點(diǎn)，就是隨著轉(zhuǎn)速下降效率越來越低，就需要斷開電機(jī)與負(fù)載進(jìn)行安裝，維護(hù)工作量就大。

二、電機(jī)調(diào)速節(jié)能工作原理

電機(jī)調(diào)速的作用，通常情況下都有以下兩點(diǎn)：一，是生產(chǎn)工藝上的需求，二是節(jié)能。而相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：n=（60f/p）（1-s） ，是能改變供電頻率以及電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和及轉(zhuǎn)差率，從而可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。風(fēng)機(jī)、水泵屬于典型的平方減轉(zhuǎn)矩，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速也是成正比的，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方也成正比，并且風(fēng)機(jī)的軸功率（功率輸出）與轉(zhuǎn)速的立方也成正比，所以說，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就能夠直接調(diào)節(jié)流量。從理論上來講，速度降低百分之十時(shí)，就會(huì)帶來百分之二十七左右的功率下降，因?yàn)楣β实拇蠓冉档?，是能夠得到明顯的節(jié)能效果的。其次，調(diào)速裝置，應(yīng)該滿足變量規(guī)律、調(diào)速精準(zhǔn)、調(diào)速范圍、功率以及速度穩(wěn)定性等方面的參數(shù)要求。因?yàn)椋L(fēng)機(jī)泵類變量設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律，都是按其流量的變化范圍以及在每種變量運(yùn)行下的時(shí)間來分的，那么，其中最主要的就有以下幾種類型：一，高變量型。流量超過百分之九十時(shí)，各種調(diào)速方式的節(jié)能效果，與入口節(jié)流方式相近，這時(shí)就能調(diào)速運(yùn)行，節(jié)流控制就夠用了，從而可以節(jié)省一些不必要的投資。二，全變量型。低流量時(shí)間長(zhǎng)，可能夠采用變頻方式，則高流量時(shí)間長(zhǎng)，就用變頻或串調(diào)方式，但是，也可以用有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方式。若流量長(zhǎng)時(shí)間超過百分之九十，就只能切換到全速運(yùn)行，在入口處節(jié)流控制。

三、結(jié)語

總而言之，通過上述對(duì)不同電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，以及節(jié)能技術(shù)的分析比較，我們能夠看出，各種調(diào)速技術(shù)，都具有著各自的特點(diǎn)和適用范圍。但是，變頻調(diào)速，是調(diào)速節(jié)能的發(fā)展方向，再技術(shù)上是更具有優(yōu)勢(shì)的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子元件性能的不斷完善，變頻調(diào)速器的價(jià)格會(huì)逐步下降，再加上與變頻調(diào)速器相適應(yīng)的電機(jī)等產(chǎn)品的出現(xiàn)，在調(diào)速節(jié)能領(lǐng)域，變頻調(diào)速，取代其他調(diào)速也會(huì)是必然的。所以說，變頻調(diào)速將在今后的節(jié)能降耗工作中，發(fā)揮越來越顯著的作用。總之，在風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備上，應(yīng)用調(diào)速技術(shù)和交流調(diào)控裝置提供市場(chǎng)，是我國(guó)節(jié)能工作的重要方面。那么，為了使這項(xiàng)工作普及化，電力系統(tǒng)以及電氣傳動(dòng)、器件制造方面都需要協(xié)同努力，才能促進(jìn)我國(guó)的發(fā)展。

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