並聯運轉

並聯運轉是指在單台機器不能達到運行要求的時候選用多台機械並行來提高功率。並聯運轉常用於提高泵的流量。

基本介紹

• 中文名：並聯運轉
• 外文名：Booster
• 又稱：並聯運行
• 對象：泵、通風機等

概念

並聯運轉，是將數台型號相同或不同的機器並用。如當單台泵不能滿足揚程需要，可以選擇並聯多台泵來提高揚程和流量。選擇特性相同的泵並聯效率最高。串聯運行也能達到相似效果。在選擇串聯或者並聯運行的時候，視具體情況而定。

泵的並聯運行

兩台相同特性泵的並聯運行

圖1中()是單獨一台泵的特性曲線，是兩泵並聯合成的特性曲線，它是在相同揚程下兩泵流量相加得到的。一台泵單獨運轉時的工況點為、合成工況點是，各泵的實際工況點為點。一台泵運轉時，流量為，兩台泵並聯運轉時的合成流量為。因，即是說，由於存在管路阻力，即使用兩台泵並聯運轉，總的合成流量也小於單獨運轉流量的2倍。並聯運轉的流量隨裝置特性曲線變陡而減小。

圖1

兩台不同特性泵的並聯運轉

圖2中，和是兩泵單獨運轉時的特性曲線，為兩泵並聯合成特性曲線。當裝置特性曲線為時，合成工況點為點，實際兩泵運轉的工況點為點、。合成工作點流量小於兩台泵單獨運轉時流量和之和，但大於一台泵單獨運轉時的流量。當裝置特性曲線為時，合成特性的揚程比泵的關死點A揚程大。如果泵A出口裝有逆止閥，則泵A在輸出流量為零的關死點工況運轉，這時泵消耗的功率使液體加熱，有可能出現事故。
此時只有泵B輸出流量，合成特性曲線就是泵B的特性曲線。如果泵A無逆止閥，液體將通過泵A倒流，並引起該泵反轉。由以上兩例可知，泵並聯運轉按揚程相等分配流量，最好使用特性曲線相同的泵並聯運轉。

圖2

串聯、並聯運行的選擇

圖3中，()為兩台相同特性的泵單獨運轉時的特性曲線，為兩泵串聯合成特性曲線，FAB為兩台泵並聯時特性曲線。串聯和並聯合成特性曲線的交點M是確定兩種運轉方式的分界點。

圖3

當裝置特性曲線為點M下方的時，並聯合成工況點較串聯合成工況點的流量大；當裝置特性曲線為點M上方的時，串聯合成工況點為，它比並聯合成工況點的流量大。因此，欲使兩台泵增加流量採用並聯還是串聯，要根據裝置特性曲線的形狀決定，當裝置特性曲線比較陡時，串聯的流量比並聯大。

當裝置特性曲線為時，兩台泵並聯、串聯的工況點都是點M，即並聯和串聯的揚程、流量是一樣的，但是並聯和串聯每台泵的工況點不一樣。並聯每台泵的工況點是點，串聯時每台泵的工況點是點，這兩點泵的效率、功
率一般不等。並聯運轉時泵在小流量、高揚程點運轉，串聯運轉時泵在大流量、低揚程點運轉。對一般的離心泵而言，流量小時一般功率小，但實際上泵的串聯運轉很少使用。

泵的串聯、並聯運轉不僅要考慮輸出流量、揚程滿足實際需要，還應該考慮運轉的經濟性，使泵儘可能地在高效區運轉。

半導體的並聯

當要求半導體整流元件的輸出電流超過額定電流時，必須使整流元件的正向特性一致，以便達到下述要求，即：

(1)並聯幾個整流元件，使流過各整流元件的電流不超過額定電流；

(2)在額定電流附近，整流元件的溫度(確切地說是結部分的溫度)越高，正向電壓降越減少，而分擔電流則增多，因此必須防止因溫度繼續上升而造成整流元件被擊穿的惡性循環發生；(3)在正常負載狀態下和在異常電流流過而發生故障狀態下，都能保持電流的均等分布．為此，已經研究出圖4所示各種並聯方法．圖中(a)是歷來廣泛套用於硒等多晶整流元件上的最簡單的連線法．這種連線法也套用在單晶整流元件上，其目的是：使每—個整流元件的電流按相當於額定電流的80—90%留出留量，並使用一個共同的散熱片，使全部並聯元件的溫度均勻．在使用大電流時，必須特別注意：同各整流元件連線的布線和連線部分的茴流電阻應一致．圖(b)是為了使並聯部分的串聯電阻(整流元件的正向電壓降+布線、連線部分等的電壓降)一致而特地串聯了電阻的連線法。這種連線法，電阻損耗大，會使效率降低，所以—般不大使用。

圖4

圖(c)和圖(d)是為了防止效率降低，不使用電阻而串聯地插入扼流圖以取得平衡的連線法。在使用大電流時，每一個並聯整流元件上的布線電抗也並不相等，而有偏於並聯電路外側分路的趨勢． 特別是在開關啟閉時的脈動高頻侵入時，這種趨勢更為明顯，因此必須使並聯電路的串聯電戚保持均等。圖(d)採取的是相鄰元件的電流互相影響的形式，所以在某一整流元件產生故障異常電流的情況下，相鄰整流元件所負擔的電流也受到限制．但是，圖(c)和圖(d)都有結構增大、成本大幅度增加的缺點，因此，選擇連線法時，應該從經濟方面進行充分研究。

整流器和整流器的並聯運轉，根據並聯運轉的直流機種類，可以設計出很多種組配方法．大致有以下幾種：

(1)同半導體整流器並聯運轉；

(2)同汞整流器並聯運轉：

(3)同旋轉換流機或電動發電機並聯運轉。

利用第(1)種方法，把同一個製造廠同時製造的半導體整流器連線於同一個交流電源來進行並聯運轉時，在90%的額定電流下，負載分擔誤差不超過10%，由此可見，半導體整流器之間的並聯運轉，只要使相互間的電壓變動係數一致，就不會有什麼問題。

至於使新的半導體整流器同原設機器進行並聯運轉的第(2)種方法和第(3)種方法，據報導在同旋轉換流機進行並聯運轉時，在負載輕的情形下有可能產生反向電流；在同按雙星形接法連線的汞整流器和按星形接法連線的矽整流器進行並聯運轉時，在過渡狀態下矽整流器便呈現出過載現像，所以不僅應該充分考慮整流器的負載分擔問題，而且應該考慮並在線上器的整流電路方式、電壓變動係數、閃絡以及逆弧短路事故等問題，以便充分保護耐過載量小的半導體整流器。

通風機並聯運轉

當開拓和通風系統只能具備一個井筒作為總迴風或總進風井時，要求總風量很大，一台通風機不能滿足要求，往往在同一處將兩台通風機並聯作業，以提高礦井總風量。

圖5

兩台通風機並聯在一起運轉時，通過網路的總風量是兩台通風機的風量之和，兩台通風機的風壓相等。

通風機並聯的目的是增加風量，從圖5可以看出，網路阻力越小，風量增加越明顯。圖5是兩台性能相同的風機在同一地點並聯工作的特性曲線。

圖中Ⅰ、Ⅱ表示每台通風機的特性曲線，在同一風壓下把曲線Ⅰ、Ⅱ的橫坐標相加即得合成曲線(Ⅰ、Ⅱ)。合成曲線與網路曲線的交點M點即為並聯後的通風機的工況點，此時，對應的風量為合成風量，風壓為合成風壓。

由圖可知：並聯後每台通風機的風量為，風壓，當一台通風機在此網路中工作時的工況點為，而其風量為，風壓為，顯然並聯後的風量大於每台通風機單獨工作時的風量，但小於每台通風機單獨工作時的風量和，即：

為了保證通風機並聯運轉的穩定和有效，需要注意以下幾點：

(1)儘量降低兩台通風機並聯運轉網路的公共井巷的風阻，即要降低對角式通風系統的總進風(或總迴風)井巷的風阻。

(2)儘可能使對角式通風系統兩翼的風量、風壓都接近相等。如果兩翼風阻、風量都不相等，因而風壓都相差很大，則應該分別選用不同規格和性能參數的通風機，大小對應。

(3)如需要較大幅度地增加總風量，則首先考慮同時調整兩台通風機，否則不僅會影響整個網路的風量，也會影響並聯運轉的穩定性。

(4)一台通風機單獨運轉穩定，但與另外一台通風機並聯運轉時就不一定穩定。

通風機並聯工作的效果與網路阻力的大小有直接關係，若網路阻力過大，則並聯後的風量與單機運轉時的風量相差不大，其並聯意義也就不大了。在並聯時應注意通風機工作的穩定性，並聯工作的不穩定性主要是因為通風機特性曲線有馬鞍形起伏以及網路阻力突變。同風機轉速下降和自然通風風壓等因素的影響，使通風機特性曲線與網路特性曲線交予一點以上而引起的，如果並聯通風機選擇適當，風量分配，風壓計算正確，有無轉速、阻力突變等現象，則通風機會平穩的工作。