無刷無環(huán)起動器在選煤廠的應(yīng)用

摘 要：使用無刷無環(huán)起動器對繞線式異步電動機進(jìn)行改造，其電氣和機械性能保持不變，操作簡化、事故率下降，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：電刷;無刷無環(huán)起動器;經(jīng)濟(jì)效益

1 概述

　　目前在選煤廠生產(chǎn)過程中，有相當(dāng)一部分重載起動設(shè)備是采用繞線式異步電動機拖動的，與普通鼠籠式異步電動機不同，這種電動機的轉(zhuǎn)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轉(zhuǎn)矩、較小的起動電流和較高的功率因數(shù)，同時還具有較好的調(diào)速性能，起動過程平滑穩(wěn)定。通常使用的有空壓機、真空泵、破碎機和水泵，但是這種電動機也存在不少缺點，由于需附加起動裝置，使電氣元件的觸點增多，操作比較復(fù)雜，因而故障較多，維修較難。特別是滑環(huán)和電刷這一組動接觸點，為避免高速旋轉(zhuǎn)時電刷與滑環(huán)之間產(chǎn)生的火花及增大接觸電阻，就加大電刷對滑環(huán)的壓力，這樣以來既增加了轉(zhuǎn)子的負(fù)荷，又增加了電刷和滑環(huán)的磨損量，無形中增加了維修費用和維修時間。我們廠4臺185 kW 真空泵電動機在使用過程中就經(jīng)常出現(xiàn)上述情況。另外，電刷和滑環(huán)摩擦產(chǎn)生的導(dǎo)電粉末被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(jìn)起動裝置。為實現(xiàn)繞線電動機的無刷無環(huán)起動，一些科研單位進(jìn)行了很多理論研究和大量的科學(xué)試驗。JR、YR系列三相繞線式異步電動機新一代起動裝置—— 無刷無環(huán)起動器，是90年代初投入工業(yè)運行的高新技術(shù)產(chǎn)品，凡原來采用頻敏變阻器起動的各類電機都可以選用無刷無環(huán)起動器來更新?lián)Q代。

2 工作原理

　　繞線式異步電動機起動裝置中關(guān)鍵部件是頻敏變阻器，在電動機轉(zhuǎn)子回路中利用鐵磁材料的頻敏特性來實現(xiàn)電動機的無級起動，在起動過程中其等效阻值隨轉(zhuǎn)子頻率的變化而變化，所以起動特性平

　　滑穩(wěn)定性能好。無刷無環(huán)起動器中，頻敏變阻器的作用更關(guān)鍵，它是現(xiàn)有頻敏變阻器的演變和微縮，即是把原來使用的固定頻敏變阻器及其輔助部件進(jìn)行簡化改造，變成隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的專用部件，從而省去滑環(huán)、電刷和起動柜。無刷無環(huán)起動器始終與轉(zhuǎn)子回路連接在一起，參與電動機的起動和運轉(zhuǎn)全過程。在起動過程中，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由0升到額定轉(zhuǎn)速n ，轉(zhuǎn)子電流的頻率則由50 Hz平滑地下降到15 Hz，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(zhuǎn)子電路外接的電阻由最大變到最小，整個過程平滑調(diào)節(jié)并且自動進(jìn)入運轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時起動器等效于轉(zhuǎn)子回路短接。

3 安裝及使用

　　無刷無環(huán)起動器的最大優(yōu)點就在于省掉了繞線型異步電動機的滑環(huán)，電刷和起動柜省掉了復(fù)雜的操作步驟，省掉了維修并節(jié)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。

　　3.1 安裝

　　首先是拆除轉(zhuǎn)子回路與綜合起動柜之間的連線，僅僅保留電動機供電回路的交流接觸器操作系統(tǒng)，同時將電動機轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)、電刷、刷盒、刷架及提刷短路機構(gòu)拆下;完成這些工作后，把無刷無環(huán)起動器裝到原來放置滑環(huán)的位置，按說明書要求把電動機轉(zhuǎn)子出線頭與起動器的接線柱正確可靠地連接好，檢查無誤后就可以通電試車。我們廠4臺185kW 真空泵電機平時故障多，維修量大，經(jīng)常影響生產(chǎn)，1998年5月集中一次全部改造，試車一次性成功，解決了生產(chǎn)中的難題，受到了全廠上下的一致贊揚。

　　3.2 使用

　　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態(tài)及部件溫升，如發(fā)現(xiàn)起動器溫升異常就要檢查接線柱壓線螺絲是否松動，緊固即可。無刷無環(huán)起動器使用過程中的優(yōu)點是：不需備件，維修量小，操作簡單，安裝拆卸方便;設(shè)備安全運行率高，特別是無觸點，無摩擦火花的產(chǎn)生，保證了安全可靠性。

4 結(jié)語

　　無刷無環(huán)起動器經(jīng)過本廠近5 fl的使用運行證明，運行是安全可靠的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，粗略計算可知，改造1臺電動機所投入的費用大約是改造前運行1 a所需的備件和材料費用之和。另外，減少維修量，杜絕了因設(shè)備故障和排除故障影響生產(chǎn)造成的損失等，更是無法估量。可見，采用無刷無環(huán)起動器進(jìn)行技術(shù)改造，有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益和運轉(zhuǎn)安全可靠性，應(yīng)大力推廣。