进相机在主要通风机电机节电运行中的应用

进相机在主要通风机电机节电运行中的应用

针对我矿三井向斜北主要通风机距离配电所较远，造成主要通风机电机功率因较低，无功损耗过大，电能浪费严重。投入进相机与主要通风机电机串级运行后，改善了功率因素，具有设备投资少，经久耐用，运行可靠，维护方便，减少线路损耗等优点，并创造了显著的经济效益。1进相机的结构进相机属于三相整流子电机，它与异步绕线式电机串级运行，可以进行相位补偿，故称进相机。如图1所示，它的基本结构是一种能产生三相引入电势的特殊电机。它的主体只有一个如同直流电机电枢的转子，整流子上每对磁极装三组电刷，按120度电角度均匀分布。与直流电不同的是，它完全取消了定子磁路，电枢槽是深埋的封闭槽。槽上封闭部分就作为电枢主磁通的闭合回路，因此，进相机是没有定子磁路的，其绕组通过电刷与异步机转子侧绕组串联。进相机的电枢由两轴承座支承，并由单独的辅助电机拖动，辅助电机的功率一般为1.1kW。2进相机与主要通风串极运行如何改善功率因数COSΦ进相机与主电机（绕线式）串级运行的电路联接如图2所示。进相机的电枢的辅助电机拖动而旋转。从图中可知，经电刷输入到进相机电枢的电流，就是异步电机转子的三相电流I2在转子上的旋转磁场。其转速为：n2=60?2/P=60S?1/P式中S——转差率；?1——公频频率；?2——I2所产生的旋转磁场频率。当进相机被辅助电机拖动，以顺相序方向（nk>n2）旋转时，此时旋转磁场对实际电枢以（nk－n2）逆相序反向切割，因电枢绕组感应电势的频率为?k=Pnk－n2/60≠?2。由于

此时旋转磁场对电枢的相对切割方向反向。EKˊ的有效值为＝4.44×P×（nk－n2）/60×KW×W×Φm。式中EK——进相机所产生的附加电势；P——电枢绕组的极对数；n2——电流I2所产生的旋转磁场；Kω——绕组系数；ω——每支路匝数；nk－n2——进相机产生的旋转磁场的转速；Φm——每级主磁通。在相位上，EKˊ比I2ˊ超前90°，在这样方式下，进相机的串级接入相当于在主电机的转子回路中串入一个三相容抗。这正是能使主电机COSΦ得到改善的运行状态。3现场测试及其经济效益在我矿三井向斜北应用进相机与主要通风机（280kW）电机进行串级运行，现将进相机投入前后的测试结果比较如表1（测试是在主要通风机房进行的）。表1进相机安装前后测试结果见表上表直观地反映出三井主要通风机在安装进相机进行补偿后各项数字的变化，由于功率因数提高后，使线路有功损耗减少及无功功率大幅度降低，因此其经济效益是显著的。利用差值可计算它的经济效益。（1）有功功率减少22.3kW，年节约电力为195348度。（2）线路损耗功率（线路长 4.0km、截面120mm2）。根据公式W线=3I2Rτ×10-3经计算，进相后每年线路损耗减少了25459度电量。（3）每年节约无功电量约100万度，经实测向斜北主要通风机无功经济当量K为0.185，折合有功电量20万度。由此可见，采用进相机与主要通风机串级运行后节能效果极为明显，每年可节约总电力约42万度，总经济效益约25.2万元。