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、碳刷、短路環等零件，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，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。

　　（2）碳刷與滑環之間容易產生火花，有些場所不能使用。

　　（3）碳刷與滑環的磨擦，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。

　　無刷變阻起動器正好克服了上述缺點。它省去滑環、碳刷及二次回路系統，不需要備件，減少維修量，將變阻器安裝在電機的轉軸上，與轉子內部聯結，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，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、滑環等拆除，將無刷變阻器（型號WSBQ-Ⅱ）現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）現場安裝一次試車成功，同時從現場運行中發現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。并取得了明顯的經濟效益。經過近半年的運轉。電機及配套設備未發現任何異常。

　　運行參數測試

　　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，每年備件費可節約5萬元，電機檢修及更換費用可節約10萬元。

　　（3）月影響產量按10t計算.氧化鋁按2000元/t，每年可節約費用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造條件對其同類設備進行改造和完善。