CN1107556A - 数控调节计量风机 - Google Patents
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Abstract
一种数控调节计量风机，是采用稀土全速同步电
机作为风机的驱动电机，其转子外侧装有用稀土永磁
电材料制成的多个磁极，定子线圈外接有双向可变频
逆变器，以及对逆变器和风机近旁安放的风速、风压
和温度传感器进行控制和测量的可编程控制器组
成。该装置兼具风机、调节器和流量计三重功能，可
以在小功率供风装置中独立应用，更可作为主风机的
辅助风机，串联在其出口风道中，作为调控计量设备，
发挥其独特的兼具风机和风力透平发电机的功效。
Description
本发明涉及一种通用机械，确切地说，涉及一种能够调节风量大小，并能对通风流量进行测量统计的数控风机，属于机电一体化设备技术领域。
推广应用电子技术和计算机技术改造传统产业，在传统机电产品中注入电子技术，扩大和强化工业产品的使用功能，从而逐步由单机自动控制、单元自动控制发展到生产过程的自动控制，改造传统产业生产面貌，提高企业技术水平是我国九十年代各行各业技术改造的重要方向，也是时代赋予的历史重任。风机是许多工业、交通部门应用非常广泛的通用机械，也是能源消耗的“大户”之一。为了保证冶金、化工、机械、纺织、环保、煤矿和地铁交通等许多行业通风、供氧的需求，通常配置风机时，其额定功率都要大于实际需要量，而且，其驱动电机往往也是不能实现变工况运行的交流感应电机。在实际使用时，则一般采用在风机的出口处（个别的也有在其进口处）装设挡板实现节流调节，致使能源白白损耗。例如，锅炉燃烧时要求实际供氧量与用氧量之比（即空气过剩系数）α应在1.05～1.10之间，由于燃料价格远比空气费用昂贵，热工技术人员为了燃料的充分完全燃烧，就把空气过剩系数α提高到1.2～1.4之间，而在设备选型时，为了留有余量和合理使用，通常又把设备的运行工况设计在其额定工况的70～80%，这样，锅炉在实际工作时，其风机提供的通风量远远大于其需求，更何况锅炉还并不总是处于满负荷状态下工作。这样情况下，风机的效能之低就可想而知了。但是，在传统产业环境中，这种能源白白浪费的现象是无法避免和无能为力的。
本发明的目的是提供一种数控调节计量风机来克服现有技术中存在的诸种缺陷。
本发明包括有风机、驱动电机和控制装置，其特征在于：风机采用稀土全速同步电机作为驱动电机;该电机的转子外侧装有用稀土永磁材料制成的多个磁极，其定子线圈外接有双向可变频逆变器作为其电源供给，有对逆变器和风机近旁安放的风速、风压和温度传感器进行控制和数据采集的可编程控制器。
本发明实质上是申请人的专利技术《数控全速电力/动力装置》（专利号CN93200001.0）的一种具体工程应用。这种新型电机及其数控装置构成的新型动力实际上是一种由能量输入端、能量输出端和控制端构成的双向可逆换能器，计算机实时控制其能量进行切换，使该装置兼具电机和发电机的性能，且能随机进行变工况操作运行，从而大大提高装置的工作效率，提高能源利用系数。这种新型数控动力应用于工业产品，将会带来十分可观的经济、社会效益。本发明是继数控抽油机后应用上述专利技术的又一项典型工业产品。
图1是本发明的结构组成示意图。
图1中，1是普通离心式或轴流式风机，2是稀土全速同步电机（申请人的专利技术产品，CN91203427.0）作为风机1的驱动动力，该电机的转子外侧装有用稀土永磁材料制成的多个磁极22，其定子线圈21则外接有双向可变频逆变器3，该逆变器3与风机出口处近旁安放的风速、风压和温度传感器61、62、63都受可编程控制器4的控制，5是供电网。本发明的工作方式与原理和普通风机类似，只是双向可变频逆变器3从电网取得工频交流电后，接收可编程控制器4的控制指令，可将其变成频率、相位、电流都可变的交流电输出，并通过改变输出电流的频率、相位、电流大小、时间长短来控制稀土永磁同步电机2的转速、转向、加速度、输出扭矩和运转时间，由此驱动风机旋转。这样就可以根据实际需要来随机调整风机工况，输出风量、风压都是可以调节的。由于本发明中配置的若干敏感器件所采集的数据参数也送入可编程控制器后，计算机对这些风压、风速、温度等数据进行处理、分析，可以比较准确地统计出某段时间内风机的送风量，即本发明本身可同时兼具风机、调节控制器和送风流量计三重功能。
本发明另一特色是：当它作为与主风机串联使用的调节计量辅助风机时，除了可以对主风机的风量进行补充调节和计量外，当主风机所送出的风量就已经超出工况需求时，本发明可以在可编程控制器的命令下，适时改变为风力透平工作，即其风机1吸收部分主风机所送出的风能，使稀土电机2的永磁转子22随之主动旋转，产生的旋转磁场会在定子线圈21里感应产生电动势，并经双向可变频逆变器3引出，将其逆变转换成交流电馈送回交流电网5。这样既可以适当减少主风机的送风量，以满足工况需要，还可以将原来用挡板节流白白损失的风能利用起来，再生成为电能后重新馈入电网。这一点是普通风机不可能实现的。由于取消挡板，采用直接调节风量，本发明可比常规风机节电30～40%，个别情况可以达到50%以上。本发明不仅在风机上节约能耗，更重要的是改善了风机乃至整套生产装置的工作效能，使主风机所参与的整套生产装置或系统（在该装置或系统中，主风机只是作为辅机）可以实现最佳生产工况控制，从而使整套生产装置或系统实现节能目标，这个效果就相当可观了。例如锅炉风机装上本发明后，就可以使锅炉供氧达到尽可能合理的设计指标，有效减少锅炉的燃料消耗，还节约了电能。
本发明在小功率供风装置中可以单独使用，它可同时具备风机、调节器和流量计三重功能。但是，如与主风机串联在一起作为控制、计量的辅助风机使用，更能发挥其特殊效能。它可以安装在主风机的进口处，有时还可以作为主风机的启动装置，但是，装在主风机的出口风道处，功效更好。由于还能作为风力发电机使用，装在主风机出口风道的本发明，其调节风量的范围也就比装在主风机进口处要拓宽1倍。
尽管本发明只是一个安装在工业辅助设施（风机）上的辅助调控设备，但是，一旦实施之后，将能为从根本上改善整套工业装置的能量利用状况作出显著功效。
Claims (1)
1、一种数控调节计量风机，包括有风机、驱动电机和控制装置，其特征在于：风机采用稀土全速同步电机作为驱动电机；该电机的转子外侧装有用稀土永磁材料制成的多个磁极，其定子线圈外接有双向可变频逆变器作为其电源供给，有对逆变器和风机近旁安放的风速、风压和温度传感器进行控制和数据采集的可编程控制器。
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1994
- 1994-02-28 CN CN94101890A patent/CN1055529C/zh not_active Expired - Fee Related
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