高级电工技师的论文关于

液体电阻调速在引风机节能改造中的应用

摘要：阐述变频器调速，可控硅串级调速，调压调速，可控液体电阻调速的原理和特点。为球团厂引风机选一套经济节能，安全可靠的电机控制方式。

关键词：调速、节能

铜陵有色安庆铜矿球团厂竖炉引风机是由绕线式电机拖动（YR4001-4型，Pn=315KW，Ne=1480r/min），引风机的吸风量应根据生产量和炉内的温度进行调节。20xx年刚投产时，引风机的吸风量靠阀门调节，风机转速不变。经检测：用这种方法调节风量，电机的输入功率是液体电阻调速调节风量电机输入功率的1.4倍。这样既不经济，又浪费能源，为了节能降耗，球团厂组织技术骨干对竖炉引风机的电气控制部分进行调研、选型、并且改造。

一、现状调查：

对于大功率绕线式电动机调速，目前公认的有两种方法，变频调速和改变转差率调速。两种方法比较如下：

1、变频调速

根据引风机的工作特点，一般情况下电动机转速低于额定转速

（N≤N1）,采用恒转矩变频调速，既同时改变电机定子电压和频率U1/f1=C比值不变，从而改变异步电动机的同步转速N1，异步电动机的转子转速N=(1-s)N1,就随之得到调节。这种调速方法称变频调速。变频调速设备体积小，重量轻，无噪音，功能多，调速性能可与直流电动机媲美。但它的缺点是变频系统比较复杂，成本较高，变频器运行时，在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变。大功率变频器运行时对电网系统造成严重影响。

2、改变转差率调速

可控硅串级调速，调压调速，和可控液体电阻调速都属于改变转

差率调速。

①、可控硅串级调速

可控硅串级调速是在电动机转子回路串一可变电势，通过改变电

势的大小进行调速，电动机的转子功率经过可控有源逆变器，变为与电网同频率的交流电能，转差功率返回电网。节能效率可达80%～90%，调速范围为0.5～1。电机输出功率因数低并且产生高次谐波，不利于电网安全运行。对于315KW的电机而言，价格在35万元左右。

②、调压调速

调压调速是异步电动机调速系统中比较简单的一种。电动机的电

磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子电压就可以得到不同的人为机械特性，从而达到调节电机转速的目的。但调速时电动机的人为机械特性与负载机特性太软，常常不能满足生产机械对静差率的要求，而且会因为电压过低造成过载能力低，当负载波动稍大时，电机可能停转。

③、液体电阻调速

靠溶解在水中的电解质碳酸氢钠（NaHCO3)离子导电，电解质充

满两个面极板之间，构成一个电容状的导电体，自身无感性元件，故与频敏、电抗器等起动设备相比，提高电动机的功率因数。YQT系列水电阻调速器是以改变串入电机转子回路的水电阻来调节电机转速，电阻越大，电机转速越低，电阻为零时，电机达到全速。液体电阻调速不仅不产生任何谐波，而且在任何低速下都能维持电机功率因数达0.8～0.9，可明显改善电网质量。该设备节能效率76%～85%，调速范围0.5～1、完全可以满足风机类设备所需的调速范围要求。而且液体电阻器起动平稳电流小，结构简单，维护方便，运行可靠。成本只有高压变频器的1/4～1/3.

经过对上述方案比较，我建议采用YQT系列可控液体电阻调速技术，投资省、安全、可靠。

二、研究的主要对象及实施方案：

YQT-500液体电阻调速装置由湖北襄樊大力工业控制有限责任公司生产制造。主要由液体电阻柜与冷却系统两部分组成。

液体电阻柜为本装置的主体，内设液体电阻箱和电控元器件。液体电阻箱内有动静极板和导电液体。柜内的电器控系统是由一台西门

子ST-200，CPU224的PLC控制。I/O点数有40点以上。主要对导电液液位、导电液温度、冷却水流量、导电液流量、动极板行程进行监控。运行中出现任一故障，调速器都会发出报警信号。如果故障出现在电机起动之前，调速柜通过联锁装置禁止一次回路合闸。从而保证该系统安全可靠运行。

冷却系统用两台1.1KW冷却泵给电阻液加压（一台备用），在冷

却器内循环。用常温生产循环水对冷却器降温。确保液体电阻内温度恒定，保证电阻值的稳定，电机安全可靠运转。

采用液体电阻调速后预计节能效果：

经公司能源检测站检测：用阀门调节风量70%，该电机的输入功

率P=×COSФ×U×I=1.732×0.85×6×32.1=283.5kw ，调节风量的80%：P= ×COSФ×U×I=1.732×0.85×6×32.4=286.7kw。用液体电阻调速调节风量70%：P=×COSФ×U×I=1.732×0.85×6×21=185.8kw；液体电阻调速调节风量80%：P= ×COSФ×U×I=1.732×0.85×6×24.6=217.3kw;

数据列表如下：

阀门调节风量：

调节风量/满载风量 70% 80% 实际输入功率（KW） 283.5 286.7

水电阻调速调节风量：

调节风量/满载风量 70% 80%

实际输入功率（KW） 185.8 217.3

三、总结效果:

液体电阻调速装置在20xx年x月x日一次试车成功，设备运转

正常。矿生产部根据生产制定了调速时间和调速范围。

具体如下：

1:每天 7:30~3:30 调节风量70%

2:每天 3:30~11:30 调节风量80%

3：其余时间满载。

平均每天可节电（283.5－185.8）×8＋（286.7－217.3）×8－1.1×24=1310KWH。（每年按11个月算）平均每年可节约电费43万元。

该设备在使用过程中的注意事项：

1、经常检查导电液的温度，冷却器是否堵塞。

2、液位应控制在距上盖板4-6cm，液位过低时加适量清水。

3、定期更换导电液，每年大修时更换一次，同时清洗极板和绝缘箱体。

4、调速柜内装设的动极板上下限位开关位置，不能随便移动。

注：以上数据以315KW为例。