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变频器在风机水泵上的应用 |
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| 节能改造方案
我们是研究和生产变频器的专业公司，产品已形成四大系列，几十个规格，其中一些专用变频器是国内首创。在10KV普通变频器系列中，大容量是我们的强项，这是由于我们有自己的科学的扩容技术，容量等级能覆盖10KV电机的所有功率等级。
现在以风机100KW电机1台 为例，作以下具体的介绍：
一、风机工作原理
在生产过程中所需要的风量是经常随工艺及操纵的需要不同程度调节的，而传统的调节方案是通过放风阀来调节的，用来带动风机的电动机本身转速是不可调节的，因此大量的风量通过放风法放掉，也就是说，造成电能的大量的浪费，根据鼓风机风量和转速成正比关系。
Q1/Q2=N1/N2
式中：Q1、Q2为转速快和慢的风量 米/分
鼓风机的风压和转速的平方成正比。
H1/H2=（N1/N2）
式中：H1、H2为转速快和慢的风压
鼓风机所需的功率与转速的立方成正比。
N1/N2=（N1/N2）
式中：N1、N2为转速快和慢所需功率KW。
从上述关系可知，假如我们使用改变转速来实现改变风量的方法，就不至于把大量的风量白白放掉，从而节约了大量的电能，为此结合贵司的实际情况，经多方论证，，着重致力于变频器调速在贵司的推广应用工作。美国NBB深圳市升立兴电子有限公司生产的NBB-BF-22-4型变频器，控制电机为22KW。运行效果良好，工作频率为 ，工作电流在 左右，节能效果≥30％，日节能电（按24小时）158度。根据测算，5个月可收回全部投资，从结果上看，均取得了明显的节电效果，不仅节电30%左右，同时还增加设备的使用寿命，进步电动机功率因数，改善了工人的操纵条件，降低了环境噪音等，深得各方面的好评。
二、调速方案的选择
改变鼓风机转速的方法目前使用调速型液力偶合器和电动机变频调速器等，现阶段在罗次鼓风机中应用较多的是使用调速型液力偶合器，而过往变频调速技术的应用，由于受技术条件的限制而极少有在这方面的报道，近年来随着改革开放深进发展，随着世界科学技术的进步，大功率的晶体管、电子技术的迅速的发展，大规模集成电路和微机技术的突飞猛进，变频调速已成为现实。变频调速在变频范围、动态响应、工作效率、调整精度、功率因数、输出特性保护功能及可靠性方面，都达到了较为完美的程度。因此得到了广泛的应用。
变频调速的原理是根据异步电动机的转速：
N=60F（1-S）/P
式中F为电源频率，P为极对数，S为电机的转差率。
从上式可知改变供电频率，即可改变电机的转速。
无论是在电机与罗次鼓风机之间装设调速型液力偶合器或直接对电动机进行变频调速控制，都满足控制进窑风量的要求。根据每个厂的具体情况，应选用何设备，对此，我们根据贵司的实际调查，作出如下分析：
1、 一般风机选型余量比较大，电机约有22KW左右的余量。这就是说，一般用风量只有铭牌风量的70～90%，放风率高达10～30%，若对风机进行调速控制，则风机转速需调至额定转速的70～90%，即可满足最大用风量的要求。假如选用与风机额定转速相一致的调速型液力偶合器，因其传动效率与转速成正比，将使偶合器在额定转速的70～90%以下运行，系统的传动效率较低，意味着电能的浪费；若改变电机的极对数，其系统的效率固然进步，但更换电机的设备投资则需增加更多，固然这两个方案都与目标存在一定的差距，但若使用变频调速器，因其直接改变电机的转速不存在滑差损失，效率高，在高、低转速时系统的效率不变，这就较为适合工厂的具体情况。
2、 而贵司电机的输出功率占电机额定功率的50%左右，故假如使用调速型液力偶合器，若不便换电机，则存在电机功率因数过低的缺陷，增加功率因数补偿设施也需另外投资，若选用变频调速器，因其能进步电机的功率因数接近于1，这就能较好地解决这个题目。
3、 调速型液力偶合器是安装在风机与电机之间的，选用调速型液力偶合器必须重新出力原来的基础，其说需的施工工期较长，一般都要一个月左右，这对于不具有备用机组的立窑来说是较难安排这么长的停机时间的，而安装变频调速，则主要是线路的转换，可以不停机先做好预备工作，转接时只需一个班次即可，这样可基本不影响生产，较为有利。
4、 在设备投资方面，液力偶合器固然比变频器价格低，但若更换电机，则不相上下，假如变频器不用供水供油，系统简单，运行用度低，则其投资用度较高的部分也可以得到补偿。
从上述的比较可知，结合工厂的实际情况，最理想的还是选用的变频调速器。
三、应用情况
变频器自2003年起我公司在国内一些地区推广应用，并在风机的电机上正式投进运行后，已有几年时间，设备使用正常，取得了令人满足的效果。我公司在其中两个厂安装的3台变频器与变频器安装前的同期的运行数据作一比较。
注：电度数据为该风机单独安装电度表计量所得。
从以上两表实测数据可知，节电效果时十分明显，每吨熟料均匀节电25～60%，假如以综合电价0.5元计算，每台变频器价格均匀以20万计，大概一年半即可收回投资。
用变频调速器调节鼓风机风量，在使用上也达到了十分理想的效果。
1、 由于省往了放风阀，进窑风量的变化由变频调速来实现，使进窑空气进压及气流速度稳定。操纵更加简单，只要转动旋钮就可调节频率变速，频率用数字显示，由于频率与转速成正比关系，所以能精确地定量用风，避免了使用放风阀时引起风压及风量巨变的弊端，从而稳定了风机的使用效果，为提产量质量打下基础，也减轻了工人的劳动强度。
2、 有的工厂原来放风是使用循环放风的形式，这样虽能降低风机的噪声，但同时由于大量的过剩风量在风机的管道内循环，因而在放风量达时经常引起风机发热，这就极大地影响了风机的安全运转，用变频调速器控制风量，没有过剩风量循环，为风机的安全运转提供了有利的条件，由于风机经常处于减速运行，因而风机运行噪声也得到了大幅度的降低，并进步了风机的使用寿命，得到了工人的欢迎和赞赏。
3、 风机采用变频调速可方便地从低速启动，启动平稳，启动电流小，对进步质量起到良好的作用。
可见变频调速在水泥厂的立窑风机上的运用是成功的，达到了预期的效果，其经济效益是明显的，再加上良好的控制性能和改善工况后的效益，确实是企业技术改造的理想设备，得到领导及工人师傅的充分肯定，具有很高的推广应用价值。
,负压除尘风机; 四、几点总结
1、 工厂选型时除必须作好充分的实际调查之外，必须认真做好细致的可行性认证，节能效果的大小，除了设备本身的节电潜力外，更主要的是与实际工况有直接的关系，如风机选型余度过大，放风量大，时间长，则节电效果明显，反之节电效果就相对较低。
2、 由于变频器一次性投资较高，考 到设备配套本身已有一定的安全系数，所以选用变频器容量也可按实际的运行工况出发，运行电流不超过变频器的额定电流，只要能满足启动要求就可以了。这样可以选用容量较小的变频器，以减少一次性投资。
3、 变频器的使用要尽量保证其使用环境的要求，一般水泥厂环境比较恶劣，所以在使用过程中要密切留意变频器的冷却系统是否正常，否则要及时处理；同时，定期进行吹尘保养，万一出了故障，要弄清故障显示的内容，有时可能是某种保护功能动作，不一定是变频器的题目，要有的方失往排除切不可随意乱动必要时可与销售商取得联系确保变频器更好的为人们服务。
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中国风机产业网 轮回流化床锅炉的预热冷态启动时，锅炉上水温度一般控制于70℃左右，上水过程因为受热面的散热冷却，实际进入锅炉汽包的水温约35℃左右（根据环境温度变化有所变化），远远低于70℃，进入汽包的水温越低，锅炉启动时间即越长，燃油耗量也越大。因此，在确定启动并网时间后，提前于公道的时间投入炉底加热预热锅炉可缩短启动时间。
对于轮回流化床锅炉投入润滑油代办代理炉底加热还可以对床料有一定的预热作用，这样可以在启动过程中使床温的出发点较高，缩短床料的加热时间。所以轮回流化床锅炉投入炉底加热的意义要大于煤粉炉。
燃料锅炉启动时跟着床温的升高，河北板框压滤机单位耗油量大幅增加，因此启动过程中，投煤的时间越早，启动节油的效果越大，如上所述投煤温渡过低轻易泛起炉内爆燃结焦，所以必需根据实际情况选择公道的投煤温度，一般挥发份高的煤投煤温度低一点，挥发份低的煤投煤温度高一点。
因此在有前提的厂，如启动时间可控、燃料有选择的余地，应贮备部门挥发分高、着火点低的烟煤或褐煤作为启动燃料。待启动正常后，再转换为常规燃料。
为献礼农歌会，预祝第三届农歌会圆满举办成功，滁州市人民政府通过精心准备，层层筛选出滁州市十大城建项目暨十大招商项目十大技改项目并于11月6日上午在滁州职业技术学院新校区举行隆重的集中竣工庆典活动。安徽省政府副省长花建慧，市领导江山、江俊、王图强、汪建中等出席并为竣工庆典活动剪彩。
扬子空调近年来不断取得突破发展，市场份额不断扩大，产品制造能力与市场销售情况越发不协调，为此，扬子空调自09年开始在公司内全面实施“IE”技改项目，为使国内先进的模糊控制技术和变频技术在空调企业得到运用，对原有生产线进行大规模技术改造，对整个厂区的现有物流布局、生产线布局、配套布局、仓储布局等各方面进行全面调整和整体优化。并以期能够有效拉动上游配套产业的发展，提升公司在安徽乃至全国家电行业中的地位。
此次扬子空调入选滁州市十大技改项目，充分肯定了扬子空调自实施“IE”技改项目后所取得的成效，相信扬子空调自实施“IE”技改项目改造后，势将取得更大的发展。另据悉，扬子空调“IE”技改项目与2010年10月基本完成，并投入试运行。该项目达产达效后，可实现年产能家用空调480万台，中央80万冷吨，热泵热水器40万套。
上海电气自2009年以来股价走势
□本报记者 李晓辉
上海电气（601727）董事长徐建国对中国证券报记者说：“去年我提出，即便是冬天也不能‘猫冬’，而要‘冬练’，要一手抓结构调整，一手抓新业务发展。相信今年我们的增长会快于去年，毛利率、业绩指标都会比去年更好。”
2009年，上海电气实现营业收入577.9亿元，实现净利润25.01亿元，每股收益0.2元，在中国证券报金牛百强上市公司评选中，居机械类排名第6位。这个传统的电力和工业设备制造巨头，未来也将全力打造核电、风电以及装备制造的海外项目工程整体竞争力。
风电设备力争前三
在世博会中国馆第8层的“低碳未来”展区，有两个缓缓转动的带有“上海电气”寓意“创新永恒”的风电轴承。上海电气是最早参与大型风机制造的企业之一，自2004年即开始从事风电设备的研发与生产，与Aerodyn联合设计了适应中国风况的2MW风力发电机组，目前公司在临港基地已形成了完整的风电设备制造能力，风电制造产业链日趋完整。
2009年上海电气风电销售收入达到12.44亿元，同比增长30%以上。去年风机订单超过50亿元，其中1.25MW机型合同超过20亿元，2MW机型合同超过30亿元。
徐建国对中国证券报记者表示，虽然目前风机在公司销售额占比不大，但是每年增幅都在100%以上。公司今年风机销售将达到40亿元，到2012年将超过100亿元，届时上海电器在风电整机领域将力争前三。
7月1日，上海电气3.6MW风机正式下线，预计8月份将正式投入批量应用。徐建国对此表示，近年上海电气将重点发展海上风电领域，主力机型也将是3.6MW。徐建国表示：“这个行业产业链很长，我们定位于设备制造商，其他方面我们会考虑联合发展，而不是延伸到整个产业链上。”
2010年5月24日，上海电气与华能集团在北京签订了150台2MW、共计30万千瓦的风电机组采购框架协议，这将为明年目标翻番留足后劲。
核电2012年业绩集中释放
6月12日，由上海电气承制的全球首台AP1000国产化主设备，三门核电1号机组安注箱已顺利发运，这标志着我国第三代核电技术设备国产化实现了零的突破。
上海电气是我国三大核电设备制造商之一,车间通风，2009年底，核电领域在手订单349亿元。作为国内最早进入核电行业的企业和AP1000技术的受让方，承接了浙江三门、山东海阳核电1号、2号机组的稳压器、蒸发器、安注箱，堆内构件和控制棒驱动机构等设备的国产化研制，在第三代核电的产业竞争中占据技术先发优势。
徐建国对中国证券报记者表示，核电设备与风机不同，属于国家核准，能够拿到订单的企业很少。公司去年底349亿元的订单大约在3-4年时间逐渐释放，到2012年的业绩体现最为明显。按照目前核电领域发展速度，预计公司的核电业务至少能够支撑未来10年的发展。
5月18日，上海电气完成非公开发行共募集资金22.21亿元。这其中，约8.4亿元拟用于核电领域的产能扩建和技术提升，将帮助公司形成年产4-6套蒸汽发生器、压力容器和稳压器，8-10套堆内构件和控制棒驱动机构的核电核岛主设备集成制造产业化规模。
海外工程成增长新引擎
上海电气海外工程业务，短短5年时间就从6亿元营业额迅速增长到2009年近70亿元的规模。过去一年中，上海电气新增海外工程订单220亿元，累计海外工程订单更是超过710亿元。
徐建国表示，目前上海电气在海外电力工程方面已经具有一定的影响力，公司目前承包的电站工程已经分布在10多个国家，今年公司将向相对发达的国家和地区拓展，进入传统欧美能源巨头的市场。
对于未来几年海外工程市场的成长性，他表示继续看好：“‘十二五’期间，我们可能不会再现以前的快速增长，但肯定能保证每年高于10%的增长，预计到2016年海外工程销售额将达到150亿元。”
徐建国强调，海外市场的风险目前是上海电气考虑较多的问题，比如复杂的商务条款和电力标准等问题。他指出，随着规模越来越大，公司所面临的风险也越大，公司将充分考量当地市场的实际情况，发挥第三方机构作用，尽可能规避风险。
来源：中国证券报
空调器室外机组风扇出口防护网后面的气流漩涡脱落引起的气动噪声是空调器室外机组噪声增加的一个重要因素。这类噪声不仅与气流的流动速度有关，而且还与物体特征尺寸等多种因素有关。因此，在国内，关于空调器室外机组风扇出口湍流噪声的研究一直没有得到应有的重视，成为困扰空调器室外机组气动噪声的一个重要因素[1]。本文就是在这样的背景下，联合某大型空调器研究所，通过试验，开展了对空调器室外机组防护网后气流漩涡脱落对空调器气动噪声影响的研究。 2 空调器室外机组噪声产生的机理 通常，空调器室外机组都是采用轴流风扇作为通风装置，轴流风扇发出的噪声包括两部分：一部分是湍流噪声，另一部分是离散频率噪声。低压轴流风机，如用于空调器的风机，通过对叶轮和支撑进行适当的安排等措施，远离低压轴流风机处测得的噪声，主要是湍流噪声。湍流噪声的根源是随机脉动力[2]，其主要机理：（1）叶轮进口来流不均匀；（2）物体湍流边界层内的随机脉动压力；（3）动叶湍流边界层的旋涡自叶片后缘脱落时引起的压力脉动，不论边界层是否分离，这种脉动都存在，其典型例子为卡门涡街；（4）当来流为湍流时，来流的脉动速度是随机的，则攻角的脉动和随之而来的升力脉动也是随机的；（5）二次涡流产生的噪声；（6）间隙噪声。
4 试验结果分析 噪声试验是在半消声室进行的。从结果来看，风扇转速、防护网对空调器室外机组噪声有较大的影响。 图1表示了产品机上防护网的存在对噪声声压级分布的影响。可以看出，在低频范围和高频范围内，防护网的存在对频谱分布影响很小，而在1000Hz频率附近，防护网的存在对频谱分布影响较大，正是这个频率范围，由于防护网的存在引起声压级的增加，才造成噪声级（A声级）的明显增大。因为以A声级作为噪声衡量标准时，声音通过A网络时，低频段有较大的衰减。虽然从图1看到的低频段声压级较高，但对总噪声的影响较小。这一点可根据A声级计算公式说明。
根据每一频率下的声压值，计算出A声级，有防护网时为57.7dB(A)，无防护网时为53.8dB(A)。可以看出，由于防护网的存在才使噪声明显增大。但是，如果分段计算A声级，就会发现，对噪声影响最大的是在1000Hz附近的频率范围，图2表示了每一频率的A计权的结果，可清楚地看出，在1000Hz附近频率范围的声压分布对噪声有明显的影响。表1给出了3个频率范围的A声级。因此，如何减小1000Hz附近频率范围的声压级是降低噪声的关键。从图1可以看到，1000Hz附近频率范围声压级的增大是由于防护网的存在。因此，可以认为风扇出口气流和防护网的干涉及引起的涡脱落是主要的噪声源。 表1 不同频率的声压级对总噪声的影响 无防护网 产品机防护网 25～630Hz 50.5dB(A) 51.4dB(A) 630～1600Hz 50.2dB(A) 55.8dB(A) 1600～10000Hz 47.0dB(A) 51.5dB(A)
为说明风扇出口气流和防护网的干涉引起的涡脱落是主要的噪声源，进行了不同防护网钢丝直径对噪声影响的试验。图3表示了钢丝直径2.5mm和2.0mm防护网的噪声频谱。可以看出，在1000Hz附近的频谱范围，二者存在一定的差别。正是这一差别使直径2.5mm的防护网的噪声减小了1.0dB(A)。造成这种现象的原因，可能是由于钢丝直径不同引起的涡脱落频率也不同。根据脱落涡模型的假设，处在均匀流体中钝体尾迹中脉动速度的频谱有一个非常宽的频率范围，通常最大声功率级值是在脱落涡频率处，如式（2），这个频率f 与Strouhal数（St）有关。为了进一步说明防护网钢丝直径的影响，图4展示出了钢丝直径2.5mm的防护网和钢丝直径4.0mm的防护网的噪声频谱，它充分说明了防护网钢丝直径对噪声的重要影响。由于手工加工钢丝直径为4.0mm的防护网时，防护网的内圈不便加工，只是将风扇出风速度最大处的防护网钢丝直径加粗到4.0mm。
根据流场测试结果[5]可知，风扇出口最大速度为10m/s左右，因此可以计算出，采用直径2.0mm的防护网时，涡脱落频率最大值是在1000Hz附近；而采用直径2.5mm的防护网时，涡脱落频率最大值是在800Hz附近。这个结果从物理上解释如下，由于尾迹宽度随着钢丝直径的增大而增大，引起了紊流噪声频谱中的主要频带向低频范围移动。如果用A声级测量，则直径大的钢丝在降低噪声方面是有好处的。这样，当噪声级在A声级的基础上被评价时，必须考虑噪声的频谱形式，因为即使辐射的总声功率相同，根据声功率在不同的频率范围内所占百分比的不同，基于A声级的噪声也是不同的，这说明钢丝直径可能对噪声频谱分布有重要的影响。 结合以上关于防护网钢丝直径对噪声影响的分析，可以看出，空调器室外机组风扇出口的防护网对气动噪声的影响非常重要。由于气动噪声是空调器室外机组噪声最重要的组成部分，为了降低气动噪声，必须得保证风扇出口气流速度与防护网钢丝直径很好地匹配，以避免1000Hz频率附近的脱落涡存在，从而降低由于气流和防护网干涉引起的气动噪声。
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新型冰箱风机 |
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作者：ebm-papst风机(上海)有限公司 孙继光 |
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冰箱风机使用环境恶劣，低温、湿润以及频繁的温度转换要求风机具有非常可靠的性能；压缩机功能的多样化要求风性能够长期频繁开启，并达到10万小时以上运转寿命；美国和欧洲新的能耗标准要求风机具有高效率；还有很重要的一点是消费者生活水平不断进步，要求安装在热塑材料（这些材料的吸音效果极差）制成的冷冻或冷躲室内风机降低噪音。这些都成为新型风机研制过程中的需要考虑因素。下面主要介绍进步风机效率和性能的方法，并把交流风机和新型直流无刷风机的特性作一定比较。
外部环境
风机在冰箱内运转，产生部分热量，一定程度上增加了压缩机的负荷，导致整个系统效率的降低。
无霜风机
无霜风机大都安装在蒸发器和冰箱内气流流经的通道。制冷时，风机把干燥的冷气从蒸发器吹到箱体内；除霜时，风机四周的环境温度会短时间处于冰点以上，湿度由于冰霜融化会达到饱和，这时风机一般会停止工作，水气会在风机的表面凝聚。当蒸发器重新工作并达到正常温度时，风机重新启动，干燥的气流会将凝聚在风机表面的水分带走。
循环风机
用于风循环的风机工作环境温度在冰点之上，活动的气流可以使冰箱内产生不同的温层。风机工作的环境湿度取决于安装位置和开关门的次数。
工作点
无霜风机典型的风叶尺寸是100mm, 转速约为每分钟2400转，这是综合考虑交流电机效率和噪音的结果。风机的输出功率为0.7W。按照一个标准的2.5英寸、输进功率为7W C型罩极电机计算，效率只有10%。下面我们来看一下新型电机与标准C型电机的比较。
图1：罩极电机EM2513LN
改进后的电机
新型的罩极电机（如图1所示）是为整个冰箱市场特别研制开发的，充分考虑了能耗、性能和工作环境。
与目前市场标准的C型罩极电机相比，新型电机采用了较小的转子尺寸，增加磁场作用长度，由此减小了边沿效应引起的损耗。铁通道和线圈两边的横截面的减少，使转子的滑差损耗与定子的杂散损耗得到非线性整合，磁通量密度保持在公道的水平。这些改动主要的优点在于减少了线圈的均匀周长，减少了铜耗。电机的轴向间隔采用弹性橡胶圈安装定位，由此产生的3mm厚度的增加，由于使用了较小尺寸端盖得到了补偿。
在以往的设计中，油毡或纤维不能有效的防止由于频繁的温度改变或过饱和的湿度引起的润滑油外漏，一般采用轴承盖解决这一题目。新型电机摒弃了油毡，采用特殊的润滑方式，润滑油能够在电机启动之后缓慢开释；并采用毛细原理，使轴承上任何需要润滑的地方都只会从“储油区”汲取需要数目的润滑油，不会逾额，这样在各种状况下轴承都能得到更加可靠的润滑。这是采用毛毡设计所不能达到的。进一步的实验证实这种风机的使用寿命可以达到10万小时以上。更为重要的是，在实际的应用中，风机转动过程中润滑油发出吱吱声和泄露现象基本消除。
新型润滑剂采用低粘稠系数的含硅油脂，比通常使用的合成油脂的粘稠度要低。低粘稠系数使电机使用一种油脂就能够在-40℃～60℃的温度范围内工作，特别适用于如压缩机冷却等用途。
线圈用聚酰胺树脂密封。线圈和引出线接头处采用特殊专利技术，保证了接头处也严格密封。可供选择的还有插头等其它连接方式。 
图2：直流无刷电机BG2012
直流无刷电机
为了替换现有冰箱使用的交流风机，进步效率，不对称罩极电机的机械原理引进了直流无刷电机的设计中（图2）。附加的电路板表面涂有一层防腐蚀的珐琅，使少量的冷凝水不会影响电路板的电子特性。这在一定程度上解决了防潮题目。但是，由于某些电子元器件仍需要额外的保护，整个电机必须加以密封。为了保护电子元器件不受坚硬树脂的挤压，密封外壳采用了普通塑料。这样，电路板与湿润的气流隔离。在除霜阶段，环境温度上升，密封盒内的气体膨胀，防止湿润的空气进进，冷凝水也避免附着在电机的表面。在环境温度低于电机的表面温度时开启电机也会对电路起到一定的保护作用。
电机通过低压线圈供电，外接电源通过一个电容性限流器直接供给低压线圈。一列电阻提供短路和过载保护。直流无刷电机的外形和安装方式和交流电机基本一致，在多数的产品中能够直接替换，从而达到A级节能标准。
节能
我们把两种新的设计与市场上标准的风机作了能耗比较。结果如图3所示，C型罩极电机带100mm风叶转速在每分钟2400转的时候，功率为6.9W，而EM2513LN只有4.8W，功率消耗减少了30%。继续进步效率可以把轴径减少到3.175mm (1/8英寸)以下。实在对于轴承来说，2mm的轴径就足够了，但是必须小心放置电机，由于轴过细轻易受到损坏。假如使用更好的矽钢片和高纯度的铜，功耗可以进一步降到4W以下，当然本钱会有所增加。
测试结果显示，直流无刷电机BG2012的节能效果更好，功耗2.4W, 只有标准电机的1/3。 即使这样，很大一部分功率被起保护作用的电阻消耗掉了。假如使用外接装置替换电阻，功耗可以进一步降低到约1.8W。 
图3：无霜风机的输进功率
噪音
电器中使用的电机和风机数目的增加要求降低噪音，尤其是家用电器，所以我们也对新型电机的噪音进行了测试。测试比较了不同的设计 ：4极和2极直流无刷电机以及2极罩极电机。固然4极直流无刷电机采用了更为昂贵的材料，但是最后的结果还是2极直流无刷电机设计比较公道，由于2极直流无刷电机的噪音特性要远远好于4极直流无刷电机。
实验设置
把带100mm标准风叶的电机安装在1.84m高的立式商用冷柜中。风机上配有橡胶减震圈。实验中，风机通过外部电源直接供电，压缩机处于停机状态，这样消除了其他因素的影响，从而只测定、比较风机工作时的噪音。在每次试验之前，风机的转速调整到每分钟2400转。
声压通过一个放置在闭门状态的冰柜前1m处，高度在冰柜一半的位置的麦克测得。也可以采用带有录音装置立体声麦克（模拟人耳）记录分析声音效果。声音的测试在特殊的噪音实验室进行。噪音水平通过频率范围从16Hz～10kHz的1/24倍频程滤波器自动光谱仪显示。
分光光谱测试
图4显示了噪音测试的基本结果。电机的主要噪音，反映在基频也就是电机的转动频率40Hz分频。谐波（80、120、160、200Hz）分频的噪音水平也有差别。线频是引起100Hz分频噪音的主要原因，尤其是对罩极式电机而言。仅从基频来看，罩极式电机比其他两种直流无刷电机的噪音要大。但是人耳随着声音频率的升高感受越来越明显。从谐波来看，罩极式电机在人耳敏感的较高分频区域噪音较低，所以经验告诉我们，罩极式电机的噪音应当是最小的。在较高分频，2极和4极的直流无刷电机噪音变化较大。4极直流无刷电机在较高频段会发出令人不安的噪音。
图4：2400转/分钟单频噪音水平
另一方面线频产生的100Hz分频噪音只与罩极式交流电机相关，电压整流会优化直流无刷电机在此频段的噪音。当用普通A型滤波器测试噪音时，如图5所示，4极设计有明显的缺陷。而2极直流无刷电机产生的噪音水平与罩极式交流电机相差不大。这与经验基本一致。
图5：2400转/分钟单频噪音水平（A型滤波器）
综合考虑噪音和节能的因素，2极直流无刷电机是最理想的选择。外形尺寸与罩极式电机相似是2极直流无刷电机的另外一个优点，它可以用来直接替换现有设备中的交流电机而不需要任何的改动。
结论
冰箱的功能由于采用了新型风机得以改进。采用含硅润滑剂的含油轴承技术减少了在冰点温度的摩擦，使风机工作的温度范围更加广泛；防潮处理的直流无刷电机进一步降低了功率消耗，使风机达到新的能耗标准要求，并且不需要额外的装置来降低噪音。
注：文章中所有数据和图片来源于ebm-papst公司实验数据和资料。(end)
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收录时间:2011年01月28日 06:26:01 来源:ebm-papst风机(上海)有限公司 作者:
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煤矿主透风机的高压变频改造 |
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摘要：矿井主透风机是煤矿生产最重要的负荷之一，主透风机的设计通常都留有较大的余量，具有一定的节能空间。本文通过对新汶矿业团体孙村煤矿北风井主透风机应用北京合康亿盛科技有限公司变频改造情况的先容，说明在煤矿主透风机上实施变频不仅节能效果明显，而且可以优化整个电力传动系统的控制性能。
一、概述
矿井抽风机是井工煤矿生产最重要的负荷之一，电动机容量较大，由于其必须连续工作，使得抽风机用电成为矿井的用电大户，一般用电量占整个矿井的15％以上。由于抽风机的设计是按照矿井最大用风量为基本选型参数，同时预留一定的安全系数，因此供风能力偏大，特别是在矿井初期和透风系统改造后，风性能力富裕量大，具有较大的节能空间。下面对新汶矿业团体公司孙村煤矿透风机变频改造情况进行扼要先容。
新汶矿业团体公司孙村矿主透风机变频器运行现场
二、透风机情况
新汶矿业团体公司孙村煤矿是一个百年老矿，其北风井透风机站建于1981年，安装两台G4-73-11№.28Ｄ型离心式风机，各配有一台YR1250－8／1430型电动机，额定电压6KV，功率1250KW，转速730rpm，一台工作，一台备用。根据出厂风机标注的参数,该风机的额定最大排风能力为11300m3/min。
由于该矿矿井透风系统在2005年1月由一台400风井单独运行的中心分列式透风系统，改变为一台400风井与北立井风井联合运行的两翼对角式透风系统，矿井风量的需求发生了较大变化，由原来的218.42m3/s，降到129.94m3/s。且矿井风量调整只能靠调整风机叶片导角完成，不能实现无级平滑调速，风机整体耗能较多，风机工作在低效区，原有的1250kW电机容量富裕过多。为了满足风量需求的变化，北风井透风机自2005年一月后，多次调整前导叶角度，由0°逐渐调整到现在的33°，节流功率损失非常大，即电动机的能源损耗很大，风机节能降耗的课题就提上了议事日程。
三、方案论证
1、北风井风机在实际使用过程中存在的主要题目： （1）透风机前导器调节叶片角度约为33°，节流损失很大，存在大量的电能浪费现 （2）透风机较小的角度变化将产生一个较大的风量变化，使运行控制比较困难，不能保证最佳运行工况。 2、可行性分析 （1）方案选择：为了选择公道的节能方案，我们调研和计算了不同风量调节方式的功率消耗情况（如图1）。
图1 不同风量调节方法功率消耗曲线 （1?挡板法；2?前导器法；3?液力耦合器；4?绕线电动机切换转子电阻调速法；5?变频调速法。） 由图1可见，变频调速法在现有的几种风量调节方法中是最理想、最有效、最节能的调节方法，而孙村煤矿现在使用的前导器法，功率消耗仅次于挡板法，节能空间较大。 （2）效益测算：应用变频调速，可以大大进步电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。因此，精确调速的节电效果非常可观。测算如下：
1#风机的轴功率为796kW，进口导叶的角度为33.75°，实际流量132.86m3/s。流量的百分比为：132.86/189=70.3%，因实际的测算可能有误差，估计流量百分比在70.3%～80%之间，按80%守旧计算，通过查表，得出功率减少约20%，因工况的变化，估计节能点在15%～25%之间，节约功率为796×（0.15～0.25）=119.4～199kW。
2#风机的轴功率为761kW，进口导叶的角度为33.75度，实际流量129.94 m3/s。流量的百分比为：129.94/189=68.8%，因实际的测算可能有误差，估计流量百分比在68.8%～80%之间，按着80%守旧计算，通过查表，得出功率减少约20%，因工况的变化，估计节能点在15%～25%之间，节约功率为761×（0.15～0.25）=114.15～190.25kW。
预计节电为120～190kW左右，按着电费为0.58元/度，一年365天计算，（120～190）×24×365×0.58=60.9～96.5万元。变频改造预计投资170万元，投资回收期为1.76～2.79年之间。
四、现场应用
1、根据要求，设计方案一次回路如下图所示：
在原来设备的基础上，增加变频器（HIVERT-Y06/154）一台，增加自动切换柜两台2#、3#，增加高压电源柜1#（采用真空断路器和微机保护等）一台。
2、运行方式：
（1）变频器运行1#风机：DL1闭合，DL12闭合，DL11断开，KM1闭合，DL22断开。
（2）变频器运行2#风机：DL1闭合，DL12断开，DL21断开，KM2闭合，DL22闭合。
（3）工频运行1#风机：DL12断开，DL11闭合，KM1受原系统控制。
（4）工频运行2#风机：DL22断开，DL21闭合，KM2受原系统控制。
3、现场技术参数
北风井风机电机参数如表1
表1 北风井1#和2#风机电机参数 1#
| 2#
| 型号
| G4-73-No.28D
| 型号
| G4-73-No.28D
| 额定流量
| 101-189m3/s
| 额定流量
| 101-189m3/s
| 额定压力
| 653-463mmH2O
| 额定压力
| 653-463mmH2O
| 轴功率
| 1063kW
| 轴功率
| 1063kW
| 型号
| YR1250/1430
| 型号
| YR1250/1430
| 额定功率
| 1250kW
| 额定功率
| 1250kW
| 额定电压
| 6000V
| 额定电压
| 6000V
| 额定电流
| 146A
| 额定电流
| 146A
| 功率因数
| 0.8
| 功率因数
| 0.8
| 现有调节方式
| 进口导叶调节
| 现有调节方式
| 进口导叶调节
| 实际压力
| 2990Pa
| 实际压力
| 2890Pa
| 实际流量
| 132.86 m3/s
| 实际流量
| 129.94 m3/s
| 实际电流
| 93A
| 实际电流
| 89A
| 实际电压
| 6500V
| 实际电压
| 6500V
| 实际电功率
| 796kW
| 实际电功率
| 761kW
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五、改造前后对比
孙村矿北风井抽风机变频装置在2007年11月27日正式投进运行，根据风量需求，将风机运行频率调整为48Hz，电机输出功率由改造前前导器叶片33.75°时的1027kW下降至911kW，下降了116kW。41119工作面结束后，北风井抽风机风量富裕较多，根据风量需求，将风机运行频率降为44Hz，风机输出功率进一步下降为726kW，节能效果更加明显。使用情况如下：
1、 实际节电情况
,厂房降温; 为了真实把握风机变频改造后的实际节电情况，我们对风机在工频和变频运行状态下的用电情况进行了实测，风量为130～131m3/min。
08年1月28日9：00－30日9：00风机前导叶片33.75°，电机频率为50Hz时，运行2＃风机电度表底数分别为9863.15和9889.1，24小时用电20760kWh。
08年1月30日11：00－2月2日11：00，风机前导叶片0°，电机频率为44Hz时，运行2＃风机电度表底数分别为9889.65和9911.07，24小时用电17136kWh。
在满足矿井透风要求的情况下，24小时节电3624kwh，节电率为17.46％，年节电132.3万kWh，电费75万元。
2、运行情况
（1）该产品自身功率因数高，无需额外的无功补偿装置。
（2）经测试，变频器自身输出谐波含量低于4％，符合国家有关标准的要求。
（3）变频改造后，实现了电动机的软启动，往掉了原来的电抗器，避免了大电流对电网和电机的冲击
（4）采用设备变频运行方式后，透风系统操纵更加方便，同时降低了运行噪声，工作环境条件也有了明显改善。
（5）设备磨损降低、延长了维护期，维护工作量大大减少。
六、结束语
从合康公司变频器在新汶矿业团体公司孙村煤矿北风井主透风机技术改造的实际应用情况来看，对矿井主透风机进行高压变频改造，不仅能够有效地减少电能消耗，而且可以优化整个电力传动系统的控制性能，具有极大的推广应用价值。
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