無刷變阻起動器在繞線式異步電機上的應用

關鍵詞 頻敏變阻器 無刷變阻起動器 經(jīng)濟效益

1. 前言

　　從60年代開始，我國開始應用和推廣頻敏變阻器。大中型企業(yè)中較大容量的繞線式電機皆采用此種方法進行起動。在氧化鋁生產(chǎn)設備的設計中，真空泵電機選用繞線式電機，型號為JR127—185kw，此電機的起動均采用頻敏變阻器起動。從長期使用中看，頻敏變阻器的使用，雖然解決了電機的起動問題，但嚴重影響了電機的運行狀況和使用壽命，致使設備頻繁停車，生產(chǎn)嚴重受阻。因此，分廠提出采用無刷變阻器對原頻敏變阻器進行改造。

2 無刷變阻器特點

　　三相繞線式轉子交流異步電動機，由于在它的轉子上可外接電阻或者電抗，在起動時具有較高的功率因素和較大的起動轉矩，但由于在電動機的轉軸上裝有滑環(huán)、碳刷、短路環(huán)等零件，它們與控制箱中的時間繼電器、交流接觸器、頻敏變阻器等電器元件組成一個完整的二次回路系統(tǒng)，作為電機的起動和運行的短接裝置。電動機的這種工作方式存在以下缺點：

　　（1）碳刷容易磨損，消耗高， 維修量大，且影響正常生產(chǎn)。

　　（2）碳刷與滑環(huán)之間容易產(chǎn)生火花，有些場所不能使用。

　　（3）碳刷與滑環(huán)的磨擦，增大了接觸電阻，電機溫升高。

　　（4）導電粉末易被吸入電機內(nèi)部,成為燒毀電機的一大隱患.

　　（5）時間繼電器失控容易燒壞交流接觸器，造成停機停產(chǎn)。

　　無刷變阻起動器正好克服了上述缺點。它省去滑環(huán)、碳刷及二次回路系統(tǒng)，不需要備件，減少維修量，將變阻器安裝在電機的轉軸上，與轉子內(nèi)部聯(lián)結，利用其特殊的性能，起動后不需要電氣切除，且安裝方便。

3 其工作原理

　　無刷變阻起動器是BP4型頻感變阻器工作方式的演變，它采用最佳磁路原理和最新導磁材料把原二次回路系統(tǒng)的多觸點元件組成的電磁回路，通過工藝革新作成一個無觸點的電磁元件，作為起動時可變阻的起動設備。它利用電機在起動過程中，轉子電流頻率隨轉子轉速升高而降低的關系，即轉子轉速由0變到額定轉速NE，轉子電流的頻率則由50Hz平滑地降到1～2 ，起動器阻抗則由最大變到最小，等效于轉子回路外接的電阻由最大變到最小，故能自動隨轉子頻率的變化作平滑調節(jié)，是一種理想的起動裝置。

4 無刷變阻器的安裝應用

　　在與有關廠家取得聯(lián)系后，對其頻敏變阻器起動裝置進行改造嘗試，采用無刷變阻起動器進行安裝實驗，試用。

　　（1）將真空泵電機轉子上的碳刷、滑環(huán)等拆除，將無刷變阻器（型號WSBQ-Ⅱ）現(xiàn)場安裝到電機的轉軸上。

　　（2）對原控制柜進行改造。拆除原控｛｝I柜內(nèi)頻敏變阻器、時間繼電器及接觸器，按照新的控制圓路進行分配線安裝。

5 使用效果

　　（1）現(xiàn)場安裝一次試車成功，同時從現(xiàn)場運行中發(fā)現(xiàn)無刷變阻器的作用大大改善了電機的運行狀況.延長了電機的使用壽命。并取得了明顯的經(jīng)濟效益。經(jīng)過近半年的運轉。電機及配套設備未發(fā)現(xiàn)任何異常。

　　運行參數(shù)測試

　　起動電流Lst≤3～3.5Lst，起動時間Lst≤6s，起動轉矩Mst≥0.6-0.8Mst。

　　（2）每臺電機改造投人僅需7000元，每年備件費可節(jié)約5萬元，電機檢修及更換費用可節(jié)約10萬元。

　　（3）月影響產(chǎn)量按10t計算.氧化鋁按2000元/t，每年可節(jié)約費用24萬元。元刷變阻器的使用，大大推動了設備的技術革新和改造.提高了設備的技術指標，改善了設備的運行狀況。實驗的成功，很快在全廠得到了推廣，各個分廠正在積極創(chuàng)造條件對其同類設備進行改造和完善。