專利名稱：數(shù)控調節(jié)計量風機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通用機械，確切地說，涉及一種能夠調節(jié)風量大小，并能對通風流量進行測量統(tǒng)計的數(shù)控風機，屬于機電一體化設備技術領域。
推廣應用電子技術和計算機技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，在傳統(tǒng)機電產品中注入電子技術，擴大和強化工業(yè)產品的使用功能，從而逐步由單機自動控制、單元自動控制發(fā)展到生產過程的自動控制，改造傳統(tǒng)產業(yè)生產面貌，提高企業(yè)技術水平是我國九十年代各行各業(yè)技術改造的重要方向，也是時代賦予的歷史重任。風機是許多工業(yè)、交通部門應用非常廣泛的通用機械，也是能源消耗的“大戶”之一。為了保證冶金、化工、機械、紡織、環(huán)保、煤礦和地鐵交通等許多行業(yè)通風、供氧的需求，通常配置風機時，其額定功率都要大于實際需要量，而且，其驅動電機往往也是不能實現(xiàn)變工況運行的交流感應電機。在實際使用時，則一般采用在風機的出口處(個別的也有在其進口處)裝設擋板實現(xiàn)節(jié)流調節(jié)，致使能源白白損耗。例如，鍋爐燃燒時要求實際供氧量與用氧量之比(即空氣過剩系數(shù))α應在1.05～1.10之間，由于燃料價格遠比空氣費用昂貴，熱工技術人員為了燃料的充分完全燃燒，就把空氣過剩系數(shù)α提高到1.2～1.4之間，而在設備選型時，為了留有余量和合理使用，通常又把設備的運行工況設計在其額定工況的70～80%，這樣，鍋爐在實際工作時，其風機提供的通風量遠遠大于其需求，更何況鍋爐還并不總是處于滿負荷狀態(tài)下工作。這樣情況下，風機的效能之低就可想而知了。但是，在傳統(tǒng)產業(yè)環(huán)境中，這種能源白白浪費的現(xiàn)象是無法避免和無能為力的。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控調節(jié)計量風機來克服現(xiàn)有技術中存在的諸種缺陷。
本發(fā)明包括有風機、驅動電機和控制裝置，其特征在于風機采用稀土全速同步電機作為驅動電機;該電機的轉子外側裝有用稀土永磁材料制成的多個磁極，其定子線圈外接有雙向可變頻逆變器作為其電源供給，有對逆變器和風機近旁安放的風速、風壓和溫度傳感器進行控制和數(shù)據(jù)采集的可編程控制器。
本發(fā)明實質上是申請人的專利技術《數(shù)控全速電力/動力裝置》(專利號CN93200001.0)的一種具體工程應用。這種新型電機及其數(shù)控裝置構成的新型動力實際上是一種由能量輸入端、能量輸出端和控制端構成的雙向可逆換能器，計算機實時控制其能量進行切換，使該裝置兼具電機和發(fā)電機的性能，且能隨機進行變工況操作運行，從而大大提高裝置的工作效率，提高能源利用系數(shù)。這種新型數(shù)控動力應用于工業(yè)產品，將會帶來十分可觀的經濟、社會效益。本發(fā)明是繼數(shù)控抽油機后應用上述專利技術的又一項典型工業(yè)產品。


圖1是本發(fā)明的結構組成示意圖。
圖1中，1是普通離心式或軸流式風機，2是稀土全速同步電機(申請人的專利技術產品，CN91203427.0)作為風機1的驅動動力，該電機的轉子外側裝有用稀土永磁材料制成的多個磁極22，其定子線圈21則外接有雙向可變頻逆變器3，該逆變器3與風機出口處近旁安放的風速、風壓和溫度傳感器61、62、63都受可編程控制器4的控制，5是供電網。本發(fā)明的工作方式與原理和普通風機類似，只是雙向可變頻逆變器3從電網取得工頻交流電后，接收可編程控制器4的控制指令，可將其變成頻率、相位、電流都可變的交流電輸出，并通過改變輸出電流的頻率、相位、電流大小、時間長短來控制稀土永磁同步電機2的轉速、轉向、加速度、輸出扭矩和運轉時間，由此驅動風機旋轉。這樣就可以根據(jù)實際需要來隨機調整風機工況，輸出風量、風壓都是可以調節(jié)的。由于本發(fā)明中配置的若干敏感器件所采集的數(shù)據(jù)參數(shù)也送入可編程控制器后，計算機對這些風壓、風速、溫度等數(shù)據(jù)進行處理、分析，可以比較準確地統(tǒng)計出某段時間內風機的送風量，即本發(fā)明本身可同時兼具風機、調節(jié)控制器和送風流量計三重功能。
本發(fā)明另一特色是當它作為與主風機串聯(lián)使用的調節(jié)計量輔助風機時，除了可以對主風機的風量進行補充調節(jié)和計量外，當主風機所送出的風量就已經超出工況需求時，本發(fā)明可以在可編程控制器的命令下，適時改變?yōu)轱L力透平工作，即其風機1吸收部分主風機所送出的風能，使稀土電機2的永磁轉子22隨之主動旋轉，產生的旋轉磁場會在定子線圈21里感應產生電動勢，并經雙向可變頻逆變器3引出，將其逆變轉換成交流電饋送回交流電網5。這樣既可以適當減少主風機的送風量，以滿足工況需要，還可以將原來用擋板節(jié)流白白損失的風能利用起來，再生成為電能后重新饋入電網。這一點是普通風機不可能實現(xiàn)的。由于取消擋板，采用直接調節(jié)風量，本發(fā)明可比常規(guī)風機節(jié)電30～40%，個別情況可以達到50%以上。本發(fā)明不僅在風機上節(jié)約能耗，更重要的是改善了風機乃至整套生產裝置的工作效能，使主風機所參與的整套生產裝置或系統(tǒng)(在該裝置或系統(tǒng)中，主風機只是作為輔機)可以實現(xiàn)最佳生產工況控制，從而使整套生產裝置或系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能目標，這個效果就相當可觀了。例如鍋爐風機裝上本發(fā)明后，就可以使鍋爐供氧達到盡可能合理的設計指標，有效減少鍋爐的燃料消耗，還節(jié)約了電能。
本發(fā)明在小功率供風裝置中可以單獨使用，它可同時具備風機、調節(jié)器和流量計三重功能。但是，如與主風機串聯(lián)在一起作為控制、計量的輔助風機使用，更能發(fā)揮其特殊效能。它可以安裝在主風機的進口處，有時還可以作為主風機的啟動裝置，但是，裝在主風機的出口風道處，功效更好。由于還能作為風力發(fā)電機使用，裝在主風機出口風道的本發(fā)明，其調節(jié)風量的范圍也就比裝在主風機進口處要拓寬1倍。
盡管本發(fā)明只是一個安裝在工業(yè)輔助設施(風機)上的輔助調控設備，但是，一旦實施之后，將能為從根本上改善整套工業(yè)裝置的能量利用狀況作出顯著功效。
權利要求
1.一種數(shù)控調節(jié)計量風機，包括有風機、驅動電機和控制裝置，其特征在于風機采用稀土全速同步電機作為驅動電機；該電機的轉子外側裝有用稀土永磁材料制成的多個磁極，其定子線圈外接有雙向可變頻逆變器作為其電源供給，有對逆變器和風機近旁安放的風速、風壓和溫度傳感器進行控制和數(shù)據(jù)采集的可編程控制器。
全文摘要
一種數(shù)控調節(jié)計量風機，是采用稀土全速同步電機作為風機的驅動電機，其轉子外側裝有用稀土永磁電材料制成的多個磁極，定子線圈外接有雙向可變頻逆變器，以及對逆變器和風機近旁安放的風速、風壓和溫度傳感器進行控制和測量的可編程控制器組成。該裝置兼具風機、調節(jié)器和流量計三重功能，可以在小功率供風裝置中獨立應用，更可作為主風機的輔助風機，串聯(lián)在其出口風道中，作為調控計量設備，發(fā)揮其獨特的兼具風機和風力透平發(fā)電機的功效。
文檔編號F04D27/00GK1107556SQ94101890
公開日1995年8月30日 申請日期1994年2月28日 優(yōu)先權日1994年2月28日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠