無刷無環起動器在煤礦的應用

1 概述

　　目前在煤炭工業生產過程中有相當一部分重載起動的設備是采用繞線式轉子交流異步電動機拖動的。與普通鼠籠式異步電動機不同，這種電動機的轉子回路中可以串接電阻、電抗或頻敏變阻器，因此在起動時具有較大的起動力矩，較小的起動電流和較高的功率因數，同時還具有較好的調速性能，起動過程平滑穩定。通常使用的有空壓機、真空泵、破碎機和水泵。不過這種電動機也存在不少缺點，由于需附加起動裝置，這樣，使電氣元件的觸點增加，操作比較復雜（與鼠籠電動機相比），因而故障較多，維修較難。特別是滑環和電刷這一組動接觸點，為避免高速旋轉時電刷與滑環之間所產生的火花及增大接觸電阻，就加大電刷對滑環的壓力，這樣一來既增加了轉子的負荷，又增大了電刷和滑環的磨損量，無形中增加了維修費用和維修時間。另外電刷和滑環摩擦產生的導電粉末放吸入電動機線包里成為一大事故隱患。

　　長期以來人們一直在探索如何克服上述缺點，力求改進起動裝置。為實現線繞電動機的無刷無滑運動，一些科研單位進行了不少理論研究和大量的科學試驗，其中四川大學原子核科學技術研究所成功地推出新型無刷無環起動器，通過各種不同類型用戶的長期工業試驗.已證明它是可靠的新型專用起動器，是BP型頻敏變阻綜合起動器的更新換代產品，屬于國內領先技術。使用無刷無滑起動器的線繞電動機能夠象普通鼠籠型電動機一樣操作，深受工礦企業的歡迎。

2 工作原理簡介

　　繞線式轉子交流異步電動機起動裝置中關鍵部件是頻敏變阻器，這是我國獨創的無觸點磁性元件，在電動機轉子回路中，利用鐵磁材料的頻敏特性來實現電動機的無級起動.在起動過程中其等值阻值隨轉子頻率的變化而變化，所以起動特性平滑穩定性能好。無刷無環起動器中，頻敏變阻器的作用更關鍵，它是現有頻敏變阻器的演變和微縮，即是把原來使用的固定型頻敏變阻器及其輔助部件進行簡單化改造.變成隨轉子一起旋轉的專用部件.從而省去滑環電刷和起動拒傳統的頻敏變阻器只在電動機起動時接入轉子回路，起動過程結束時必須及時退出轉子回路，同時將轉子回路短路，使電動機進入運轉狀態。如果操作不當，頻敏變阻器就會發熱和破壞，電動機本身也不能正常工作甚至被損壞。而無刷無環起動器始終與轉子回路連接在一起，參與電動機的起動和運轉全過程。在起動過程中，隨著轉子轉速由0升到額定轉速12 ，轉子電流的頻率則由50Hz平滑地下降到1—3Hz，這時起動器的鐵芯損耗則由最大變到幾乎接近于0，等效于轉子電路外接的電阻由最大變到最小，整個過程平滑調節并且自動進入運轉狀態.此時起動器等效于轉子回路短接 這是一種比較理想的專用起動裝置，凡是原來采用BP型系列頻敏變阻起動器的各種電動機均可采用這種起動器來更新換代。

3 安裝及使用

　　無刷無環起動器的最大優點就在于省掉了繞線型異步電動機的滑環、電l51l和起動柜，省掉了復雜的操作步驟，省掉了維修并節省了維修費用和維修時間，而改造和安裝工程既簡單又方便改造工作可分為兩部分，首先是拆除轉子回路與綜合起動框之間的連線，僅僅保留電動機供電回路的贏接觸器操作系統，同時將電動機轉子軸上的滑環、電刷、刷盒 刷架及提刷短路機構拆下 完成第一部分工作量后，把無刷無環起動器裝到原來放置滑環的位置，按說明書要求把電動機轉子的出線頭與起動器的接線柱正確可靠地連接好，檢查無誤便可以通電試車，全部時間約lh左右，根據研制單位提供的4000多臺電動機的改造資料表明，成功率為100 。改造后的電動機在使用中不需備件，不需維修.只要注意觀察運行狀況及部件溫升.如發現起動器溫升異常就要檢查接線柱壓線螺絲是否檢動，緊固即可。

　　根據廠方統計約有l 的改造電動機出現故障，原因都是壓線松動造成轉子開路事故。我們在進行改造之前曾先后調研了水泥廠的球磨機，橡膠廠的壓延機，這些都是重載起動設備，使用人員認為，改造前后的差異甚大。

　　另外.對各種規格空壓機的改造效果也非常明顯。在此基礎上我們在夾河選煤廠對真空泵185kW 電動機進行了改造，并獲得一次成功，深受操作司機和維修工人好評?；幢边x煤廠的185kW 電動機第l臺改造成功后又制定逐臺改造的計劃。河南汝州晶美選煤公司選煤廠4臺l85kW 真空泵、電動機平時故障多，維修量大，經常影響生產.集中一次全部改造，解決了生產中的難題.受到全廠上下的一致贊揚。