并联运转
物理学术语
并联运转是指在单台机器不能达到运行要求的时候选用多台机械并行来提高功率。并联运转常用于提高泵的流量。
概念
并联运转,是将数台型号相同或不同的机器并用。如当单台泵不能满足扬程需要,可以选择并联多台泵来提高扬程和流量。选择特性相同的泵并联效率最高。串联运行也能达到相似效果。在选择串联或者并联运行的时候,视具体情况而定。
泵的并联运行
两台相同特性泵的并联运行
图1中()是单独一台泵的特性曲线,是两泵并联合成的特性曲线,它是在相同扬程下两泵流量相加得到的。一台泵单独运转时的工况点为、合成工况点是,各泵的实际工况点为点。一台泵运转时,流量为,两台泵并联运转时的合成流量为。因,即是说,由于存在管路阻力,即使用两台泵并联运转,总的合成流量也小于单独运转流量的2倍。并联运转的流量随装置特性曲线变陡而减小。
两台不同特性泵的并联运转
图2中,和是两泵单独运转时的特性曲线,为两泵并联合成特性曲线。当装置特性曲线为时,合成工况点为点,实际两泵运转的工况点为点、。合成工作点流量小于两台泵单独运转时流量和之和,但大于一台泵单独运转时的流量。当装置特性曲线为时,合成特性的扬程比泵的关死点A扬程大。如果泵A出口装有逆止阀,则泵A在输出流量为零的关死点工况运转,这时泵消耗的功率使液体加热,有可能出现事故。
此时只有泵B输出流量,合成特性曲线就是泵B的特性曲线。如果泵A无逆止阀,液体将通过泵A倒流,并引起该泵反转。由以上两例可知,泵并联运转按扬程相等分配流量,最好使用特性曲线相同的泵并联运转。
串联、并联运行的选择
图3中,()为两台相同特性的泵单独运转时的特性曲线,为两泵串联合成特性曲线,FAB为两台泵并联时特性曲线。串联和并联合成特性曲线的交点M是确定两种运转方式的分界点。
当装置特性曲线为点M下方的时,并联合成工况点较串联合成工况点的流量大;当装置特性曲线为点M上方的时,串联合成工况点为,它比并联合成工况点的流量大。因此,欲使两台泵增加流量采用并联还是串联,要根据装置特性曲线的形状决定,当装置特性曲线比较陡时,串联的流量比并联大。
当装置特性曲线为时,两台泵并联、串联的工况点都是点M,即并联和串联的扬程、流量是一样的,但是并联和串联每台泵的工况点不一样。并联每台泵的工况点是点,串联时每台泵的工况点是点,这两点泵的效率、功
率一般不等。并联运转时泵在小流量、高扬程点运转,串联运转时泵在大流量、低扬程点运转。对一般的离心泵而言,流量小时一般功率小,但实际上泵的串联运转很少使用。
泵的串联、并联运转不仅要考虑输出流量、扬程满足实际需要,还应该考虑运转的经济性,使泵尽可能地在高效区运转。
半导体的并联
当要求半导体整流元件的输出电流超过额定电流时,必须使整流元件的正向特性一致,以便达到下述要求,即:
(1)并联几个整流元件,使流过各整流元件的电流不超过额定电流;
(2)在额定电流附近,整流元件的温度(确切地说是结部分的温度)越高,正向电压降越减少,而分担电流则增多,因此必须防止因温度继续上升而造成整流元件被击穿的恶性循环发生;(3)在正常负载状态下和在异常电流流过而发生故障状态下,都能保持电流的均等分布.为此,已经研究出图4所示各种并联方法.图4中(a)是历来广泛应用于硒等多晶整流元件上的最简单的连接法.这种连接法也应用在单晶整流元件上,其目的是:使每—个整流元件的电流按相当于额定电流的80—90%留出留量,并使用一个共同的散热片,使全部并联元件的温度均匀.在使用大电流时,必须特别注意:同各整流元件连接的布线和连接部分的茴流电阻应一致.图(b)是为了使并联部分的串联电阻(整流元件的正向电压降+布线、连接部分等的电压降)一致而特地串联了电阻的连接法。这种连接法,电阻损耗大,会使效率降低,所以—般不大使用。
图4(c)和图4(d)是为了防止效率降低,不使用电阻而串联地插入扼流图以取得平衡的连接法。在使用大电流时,每一个并联整流元件上的布线电抗也并不相等,而有偏于并联电路外侧分路的趋势. 特别是在开关启闭时的脉动高频侵入时,这种趋势更为明显,因此必须使并联电路的串联电戚保持均等。图4(d)采取的是相邻元件的电流互相影响的形式,所以在某一整流元件产生故障异常电流的情况下,相邻整流元件所负担的电流也受到限制.但是,图4(c)和图4(d)都有结构增大、成本大幅度增加的缺点,因此,选择连接法时,应该从经济方面进行充分研究。
整流器和整流器的并联运转,根据并联运转的直流机种类,可以设计出很多种组配方法.大致有以下几种:
(1)同半导体整流器并联运转;
(2)同汞整流器并联运转:
(3)同旋转换流机或电动发电机并联运转。
利用第(1)种方法,把同一个制造厂同时制造的半导体整流器连接于同一个交流电源来进行并联运转时,在90%的额定电流下,负载分担误差不超过10%,由此可见,半导体整流器之间的并联运转,只要使相互间的电压变动系数一致,就不会有什么问题。
至于使新的半导体整流器同原设机器进行并联运转的第(2)种方法和第(3)种方法,据报道在同旋转换流机进行并联运转时,在负载轻的情形下有可能产生反向电流;在同按双星形接法连接的汞整流器和按星形接法连接的硅整流器进行并联运转时,在过渡状态下硅整流器便呈现出过载现像,所以不仅应该充分考虑整流器的负载分担问题,而且应该考虑并联机器的整流电路方式、电压变动系数、闪络以及逆弧短路事故等问题,以便充分保护耐过载量小的半导体整流器。
通风机并联运转
当开拓和通风系统只能具备一个井筒作为总回风或总进风井时,要求总风量很大,一台通风机不能满足要求,往往在同一处将两台通风机并联作业,以提高矿井总风量。
两台通风机并联在一起运转时,通过网路的总风量是两台通风机的风量之和,两台通风机的风压相等。
通风机并联的目的是增加风量,从图5可以看出,网路阻力越小,风量增加越明显。图5是两台性能相同的风机在同一地点并联工作的特性曲线。
图5中Ⅰ、Ⅱ表示每台通风机的特性曲线,在同一风压下把曲线Ⅰ、Ⅱ的横坐标相加即得合成曲线(Ⅰ、Ⅱ)。合成曲线与网路曲线的交点M点即为并联后的通风机的工况点,此时,对应的风量为合成风量,风压为合成风压。
由图5可知:并联后每台通风机的风量为,风压,当一台通风机在此网络中工作时的工况点为,而其风量为,风压为,显然并联后的风量大于每台通风机单独工作时的风量,但小于每台通风机单独工作时的风量和,即:
为了保证通风机并联运转的稳定和有效,需要注意以下几点:
(1)尽量降低两台通风机并联运转网路的公共井巷的风阻,即要降低对角式通风系统的总进风(或总回风)井巷的风阻。
(2)尽可能使对角式通风系统两翼的风量、风压都接近相等。如果两翼风阻、风量都不相等,因而风压都相差很大,则应该分别选用不同规格和性能参数的通风机,大小对应。
(3)如需要较大幅度地增加总风量,则首先考虑同时调整两台通风机,否则不仅会影响整个网路的风量,也会影响并联运转的稳定性。
(4)一台通风机单独运转稳定,但与另外一台通风机并联运转时就不一定稳定。
通风机并联工作的效果与网路阻力的大小有直接关系,若网路阻力过大,则并联后的风量与单机运转时的风量相差不大,其并联意义也就不大了。在并联时应注意通风机工作的稳定性,并联工作的不稳定性主要是因为通风机特性曲线有马鞍形起伏以及网路阻力突变。同风机转速下降和自然通风风压等因素的影响,使通风机特性曲线与网路特性曲线交予一点以上而引起的,如果并联通风机选择适当,风量分配,风压计算正确,有无转速、阻力突变等现象,则通风机会平稳的工作。
参考资料
最新修订时间:2022-09-13 09:09
目录
概述
概念
泵的并联运行
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