矿井通风设备.docx

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1、矿井通风设备通风设备为保证煤矿井下有足够的新鲜空气和生产空间内的有害气体能够得到及时的稀释和排出，矿井在地面设有主通风机，在掘出作业的独头工作面设有局部扇风机。矿井在生产的经过中，随着巷道的延伸和系统的扩展，通风阻力不断加大，等积孔逐步减小，巷道的特性曲线是在不断的变化的。假如风机的性能曲线不变，则其工况变化如图1所示。图中曲线1为开采初期的营网特性，曲线2为开采末期的营网特性。若矿井所需风量为Q2，则初期的风量为Q1，这将造成能量的浪费。末期的风量又不能知足安全生产的需要，因而，在矿井生产的经过中要根据需要不断调整系统的工况点，使通风系统始终工作在需要的工况点上。-图1-P8-5-89-通风

2、机的工作特点及要求矿井通风条件的变化是缓慢的。主通风机一般不需要调速，需要调速时也是阶段性的调速，每次调速后都会稳定工作相当长的时间。通风机是长时连续运转负载，启动和停车次数极少。矿井通风机的能耗占煤矿生产电耗的比重很大，所以在通风机及其电控系统的设计中，对其技术经济的合理性必须予以充分考虑。通风机负担向井下输送新鲜空气的任务，其工作状态与矿井的安全生产密切相关。通风机停止运行，矿井就要停止生产，井下工作人员就要撤出，因而要求通风机的运行具有很高的可靠性。一、通风机电气传动系统的组成通风机电气传动系统由电动机、电源装置和控制装置三部分组成。在通风机传动系统中，普遍采用沟通电动机。它们包括笼型异

3、步电动机，绕线型异步电动机和普通同步电动机。对于不采用电动机连续速度调节的传动系统，通常采用沟通母线供电装置作为电源装置，它与以继电器、接触器或断路器为主的电气控制装置组成了电源系统。在采用电动机连续速度调节的传动系统中，通常采用普通晶闸管或可关断晶闸管等新型自关断电力电子器件构成的变流装置作为电源装置，或采用沟通母线供电装置与电力电子变流装置混合的电源装置。在该系统中通常还需要采用以半导体控制装置可分为分立元件、中小规模集成电路、微机和专用大规模集成电路等为主的控制装置，以完成逻辑控制、速度和电流调节、监视和保护等功能。二、通风机电气传动系统的一般要求1煤矿主要通风机房均设有两套同等能力的通

4、风机及其传动电动机，因此通常需相应设置两套独立的电控设备。其中一套工作，一套备用，并且能在特别钟内完成工作风机和备用风机的倒换以及反风操作。专为风机节能运行而设的调速装置可为两套风机所共有，但需同时备有安全可靠、便于操作的切换设备。2作为保证矿井安全生产的关键设备以及连续运转的较大用电负荷，通风机的电气传动系统必须具有高可靠性，同时应能实现经济运行。3通风机属于负荷平稳，启动不频繁，仅需较小启动转矩的机械，当通风系统对通风机电动机调速没有特殊要求时，一般选用母线供电、电气控制的沟通电动机不调速传动系统。4当矿井通风需要通过调节通风机转速来改变通风网络流量以知足通风和节能的要求时，应经过技术经济

5、比拟确定电气传动系统。三、电动机的选择1通风机电动机所需功率可用下式计算：imecKQHP310-=kW式中K电动机功率备用系数，一般取1.11.2;Q通风机工况点的风量，H通风机工况点的风压，mec由通风机性能曲线查得的工况点效率；i传动效率，联轴器传动取0.98，三角皮带传动取0.92.采用调节叶片角度实现反风运行的风机，应校验反风运行时电动机的效率。对于如轴流式风机一类重载启动的设备，笼型电动机和同步电动机的而定功率应按启动条件校验；对于同步电动机尚应校验其牵入转矩。2通常选用笼型异步电动机作为主传动电动机，由于它具有价廉、容易运行操作、方便维护等很多优点。与笼型异步电动机相比，同步电动

6、机能够输出无功功率，效率较高，因此可根据所在系统无功负荷的大小和分布，价格等因素决定较大容量的主传动电动机能否选用同步电动机。仅当风机转动惯量较大或电网容量较小时，笼型异步电动机和同步电动机均不能知足启动要求或加大功率不合理时，可选用绕线型异步电动机。当对电动机调速性能有特殊要求时，电动机类型应结合调速方式根据技术经济比拟确定。3电动机容量小于200kW时，选用380V或660V电压等级；容量大于400kW时，选用6kV或者10kV电压等级；容量在200kW至400kW之间时，应通过技术经济比拟确定电压等级。4电动机的防护等级采用开启式。5选用同步电动机时，应根据通风机的转向对电动机旋转方向提

7、出要求。当采用通风机反转反风时，电动机应能知足可逆转的要求。5.3同步电动机拖动系统控制矿井通风机是连续工作制的大功率机电设备。其工作条件的变化是缓慢的，对调速的要求不高，因而对不采用调速控制的通风机采用同步电机拖动是一个技术经济性合理的技术方案。5.3.1同步电动机的启动同步电动机常用异步启动。设在同步电动机转子上的阻尼绕组的作用与笼型异步电动机鼠笼绕组类似。在同步电动机未到达同步转速之前，定子旋转磁场在阻尼绕组中感应出电流，该电流与旋转磁场互相作用而产生电磁转矩，同步电动机便作为异步电动机启动。待电机转速上升至亚同步转速(约95%以上同步转速)，投入转子直流励磁。由于直流励磁的转子磁场与定

8、子磁场间的互相吸引，将迫使转子跟着定子旋转磁场以同步速率旋转。故同步电动机的起动能够分成异步起动和牵入同步两个阶段。在异部启动阶段，如把转子激磁绕组开路，则由于它的匝数很多，旋转磁场将在该绕组中感应出很高的电势，并危及绕组的绝缘。如把激磁绕组短路，将在其回路中感应产生一单相电流。这一单相电流将沿转子轴产生一脉动磁场。可将该脉动磁场分解为两个旋转磁场，他们对于转子各以转差率的速率向相反方向旋转。如电机的转差率为S，转子的转速为1-S倍同步转速。由脉动磁场分解而来的正旋转磁场对定子的转速即为同步转速。而负向旋转磁场对定子的转速转为1-2S倍同步转速，受其作用，当S0.5时，转子将遭到一正向转矩；而

9、当S(一)KLFll晶闸管励磁装置KLF11系列励磁装置适用于供应如压风机、通风机类无冲击负载的同步电动机恒定励磁用。装置具有如下特点：1)同步电动机转子回路采用三相全控整流桥固接励磁线路，保持了同步电动机的固有起动待性；2全压起动时，转速到达亚同步转速，顺极性投入励磁，使电动机牵入同步运行；(3)降压起动时，当转速到达同步转速的90%左行，自动投入全压，使电机加速到亚同步转速，顺极性投入励磁，牵入同步；(4)当电源电压波动时，利用电压补偿作用自动保持基本恒定励磁，当电网电压降至某一数值时，投入强励，强励时间不超过1Os；(5)可手动调节励磁电流和功率因数；(6)起动和停车时自动灭磁，当失步时有灭磁保护，避免感应过电压击穿设备。3.系统工作原理讲明励础装置方框图如图8-6-H所示。当电机起动时，灭磁环节工作，使转子感应交变电流全波通过附加电阻，保证电动机正常起动。起动经过中整流电路晶闸管处于阻断状态。当转速到达亚同步转速时，投励环节自动发出投励脉冲，使移相给定电压加到脉冲环节并触发配闸管，完成投励，牵入同步。装置的原理理图如图8-6-2所示。