進相機在主要通風機電機節電運行中的應用
針對我礦三井向斜北主要通風機距離配電所較遠，造成主要通風機電機功率因較低，無功損耗過大，電能浪費嚴重。投入進相機與主要通風機電機串級運行後，改善了功率因素，具有設備投資少，經久耐用，運行可靠，維護方便，減少線路損耗等優點，並創造了顯著的經濟效益。
1 進相機的結構
進相機屬於三相整流子電機，它與異步繞線式電機串級運行，可以進行相位補償，故稱進相機。如圖1所示，它的基本結構是一種能產生三相引入電勢的特殊電機。它的主體隻有一個如同直流電機電樞的轉子，整流子上每對磁極裝三組電刷，按120度電角度均勻分布。與直流電不同的是，它完全取消了定子磁路，電樞槽是深埋的封閉槽。槽上封閉部分就作為電樞主磁通的閉合回路，因此，進相機是沒有定子磁路的，其繞組通過電刷與異步機轉子側繞組串聯。進相機的電樞由兩軸承座支承，並由單獨的輔助電機拖動，輔助電機的功率一般為1.1kW。
圖1 進相機結構示意圖
2 進相機與主要通風串極運行如何改善功率因數COSΦ
進相機與主電機（繞線式）串級運行的電路聯接如圖2所示。
圖2 進相機與主要通風機串級運行示意圖
進相機的電樞的輔助電機拖動而旋轉。從圖中可知，經電刷輸入到進相機電樞的電流，就是異步電機轉子的三相電流I2在轉子上的旋轉磁場。其轉速為：
n2=60?2/P=60S ?1/P
式中 S——轉差率；
?1——公頻頻率；
?2——I2所產生的旋轉磁場頻率。
當進相機被輔助電機拖動，以順相序方向（nk>n2）旋轉時，此時旋轉磁場對實際電樞以（nk－n2）逆相序反向切割，因電樞繞組感應電勢的頻率為?k=P nk－n2/60≠?2。
由於此時旋轉磁場對電樞的相對切割方向反向。EKˊ的有效值為＝4.44×P×（nk－n2）/60×KW×W×Φm。
式中 EK——進相機所產生的附加電勢；
P——電樞繞組的極對數；
n2——電流I2所產生的旋轉磁場；
Kω——繞組係數；
ω——每支路匝數；
nk－n2——進相機產生的旋轉磁場的轉速；
Φm——每級主磁通。
在相位上，EKˊ比I2ˊ超前90°，在這樣方式下，進相機的串級接入相當於在主電機的轉子回路中串入一個三相容抗。這正是能使主電機COSΦ得到改善的運行狀態。
3 現場測試及其經濟效益
在我礦三井向斜北應用進相機與主要通風機（280kW）電機進行串級運行，現將進相機投入前後的測試結果比較如表1（測試是在主要通風機房進行的）。
表1 進相機安裝前後測試結果
見表
上表直觀地反映出三井主要通風機在安裝進相機進行補償後各項數字的變化，由於功率因數提高後，使線路有功損耗減少及無功功率大幅度降低，因此其經濟效益是顯著的。利用差值可計算它的經濟效益。
（1） 有功功率減少22.3kW，年節約電力為195 348度。
（2） 線路損耗功率（線路長4.0km、截麵120mm2）。
根據公式W線=3I2Rτ×10-3經計算，進相後每
年線路損耗減少了25 459度電量。
（3） 每年節約無功電量約100萬度，經實測向斜北主要通風機無功經濟當量K為
0.185，折合有功電量20萬度。
由此可見，采用進相機與主要通風機串級運行後節能效果極為明顯，每年可節約總電力約42萬度，總經濟效益約25.2萬元。
