樊安国 申海建 李猛

前言

在冶金行业中，对于年钢产量200万吨规模的炼钢厂而言，其装机容量大约为8000KW，按照85%负荷率计算，则将有1200KW的富裕量，考虑到运转率、功率因数等因素，参照每度工业用电0.57元计算，富裕量每小时耗电费用也有300元，每年按照350天计算，其耗电量也会使成本增加大数为250万元。即使在目前变频调速装置应用较普遍的阶段，对于大功率的电动机因其工艺的限制，很多场合还不适合使用变频器，也只有15%左右的场所适用。而当前在国内工矿和企事业单位还没有较好的办法与措施解决选型设计时带来的富裕量的问题，因而电能浪费的问题一直存在。

1、发电装置系统简介

该新型发电装置，包括电动机、传动机构、发电机、整流稳压单元、蓄电池组、逆变单元，所述的电动机与风机水泵连接，电动机通过传动机构连接发电机，发电机的输出端通过整流稳压单元输入到蓄电池组中，蓄电池的输出端通过逆变装置输出给电网或负载;还包括有电动机的电压电流检测单元、发电机的电压电流检测单元、整流稳压单元的电压电流检测单元、逆变装置的电压电流检测单元，所述的电压电流检测单元均与监控器连接。本实用新型把风机、水泵等电动机富裕量有效利用，通过其带动发电机进行发电，并将电量进行整流及逆变，输出给电网或负载。

2、系统的实现

2.1新型发电装置的电路原理

如图1所示，本实用新型一种风机、水泵发电装置，包括电动机、传动机构、发电机、整流稳压单元、蓄电池组、逆变单元，所述的电动机与风机水泵连接，电动机通过传动机构连接发电机，（电动机指的就是与水泵、风机连接的电动机;这个电动机需要通过传动机构连接发电机;图中所示是水泵、风机两种不同类型的设备都可与电动机连接。）发电机的输出端通过整流稳压单元输入到蓄电池组中，蓄电池的输出端通过逆变装置输出给电网，所述的逆变装置与电网之间还连接有电源自动切换装置，电源自动切换装置与监控器连接。还包括有电动机的电压电流检测单元、发电机的电压电流检测单元、整流稳压单元的电压电流检测单元、逆变装置的电压电流检测单元，所述的电压电流检测单元均与监控器连接;还包括有传动机构的温度速度检测单元、发电机的温度检测单元，所述的温度速度检测单元与监控器连接。

所述的传动机构的作用是为异步发电机与电动机相连接的中间环节，若是6极电动机，则通过齿轮箱将高速轴的转速提高;若是2极电动机，则可以把高速变为低速，最后高速轴都以1500转/分钟恒稳转速运转，并驱动异步发电机。（传动机构一般都包括箱体、轴系部件及附件等组成，类似于减速机）。

监控器以高性能电力电子芯片为核心，对动态检测到的传动机构、发电机的轴承温度、蓄电池的温度、电动机、整流装置、蓄电池和逆变装置的电压与电流等相关参数实时监控，并对出现的传动机构和发电机轴承超温，逆变输出的交流电异常等及时通过对电源自动切换装置的控制，使其断开并与市电脱离，同时远程告警给监控站的值班人员（监控器是指具有监视和控制柜内的装置，如一台计算机通过网络连接某台控制设备，则计算机就是监控器。）

2.2整流稳压单元与蓄电池组、逆变单元的工作原理

如图2所示，所述的整流稳压单元包括整流裝置与充电稳压装置，由于发电机发电产生的交流电不稳定，而经过整流后的直流电压也是不稳定的，不能直接对蓄电池充电或直接带负载，因此中间增加充电稳压装置，对稳定后的直流电压进行逆变，逆变为220V或380V交流电，此时的交流电既可以直接拖动交流负载，也可以并网。

3、取得的效果

本实用新型是由监控器作为监控中心，传动机构把电动机与发电机连接，利用发电机发出的交流电，经过整流、充电及稳压中间环节，把恒稳电量经蓄电池组进行储能，最后再通过逆变单元及电源自动切换装置与市电并网或负载供电，从而使大功率电动机的富裕量得到了有效利用。按照如前所说年钢产量200万吨规模的炼钢厂富裕量1200KW，将其富裕量60%进行发电，则至少为1300KW负载提供电能，因而从根本上解决了这一技术难题，为发展循环经济和节能降耗创造了捷径。