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高壓電機(jī)軟啟動(dòng)的方法

發(fā)布時(shí)間：2021-11-23 瀏覽：25287次

　　無刷自控電機(jī)就是一種克服了鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩?div id="d48novz" class="flower left">

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；繞線式異步電動(dòng)機(jī)裝有碳刷、滑環(huán)和復(fù)雜的啟動(dòng)裝置等缺點(diǎn)

；而保留了鼠籠電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單

、維護(hù)工作量小

；繞線電機(jī)啟動(dòng)電流小

，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)。它的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示

。無刷自控電機(jī)能根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速

，自動(dòng)控制串入電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的電阻大小，達(dá)到增加電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

，減少電機(jī)啟動(dòng)電流和實(shí)現(xiàn)繞線式異步電動(dòng)無刷運(yùn)行的目的

。它不但能使異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的電流由5—7Ie降到0.4—1.7Ie時(shí)，電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（0.4--1.6Me）和啟動(dòng)時(shí)間保持不變

，還能使電機(jī)以z大轉(zhuǎn)矩（1.6--3.1Me）啟動(dòng)

。它可以代替鼠籠電機(jī)及其啟動(dòng)裝置；繞線電機(jī)的滑環(huán)

、碳刷及其啟動(dòng)裝置

。它可利用普通繞線式異步電動(dòng)機(jī)，去掉滑環(huán)

、碳刷及啟動(dòng)裝置

，并更換成無刷自控電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器后獲得。

　　2.過大的啟動(dòng)電流和過小的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩造成的危害

　　普通異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流的5--7倍

，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的0.4--1.6倍

。它在電網(wǎng)條件（電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)壓降小于10%）和工藝條件（啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足）允許的情況下，可以直接啟動(dòng)

。但過大的啟動(dòng)電流

、過小的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過長的啟動(dòng)時(shí)間給電機(jī)和電網(wǎng)造成了極大的危害。

　　當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流的6--7倍時(shí)

，線圈發(fā)熱量是電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)的36--49倍

，產(chǎn)生的電磁力同樣達(dá)到了36--49倍。過高的溫度

、過快的加熱速度

、過大的溫度梯度和電磁力，產(chǎn)生了極大的破壞力，縮短了定子線圈和轉(zhuǎn)子銅條（特別是轉(zhuǎn)子常利用趨膚效應(yīng)現(xiàn)象

，降低啟動(dòng)電流

，轉(zhuǎn)子銅條在啟動(dòng)時(shí)，表面的溫度達(dá)到350℃以上）的使用壽命

。如柳鋼公司燒結(jié)廠29m2燒結(jié)主風(fēng)機(jī)電機(jī)為兩臺(tái)1000KW鼠籠電機(jī)

，全壓直接啟動(dòng)，1997年一年內(nèi)累計(jì)燒毀電機(jī)六次

。1998年開始采用降壓啟動(dòng)后

，到2002年止，已累計(jì)運(yùn)行4年

，再?zèng)]有出現(xiàn)一次電機(jī)燒毀事故

。正因如此，有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示：電機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)間不及電機(jī)運(yùn)行時(shí)間的0.1%

，但故障率占到電機(jī)全部故障率的30%以上

。

　　電機(jī)的供電裝置一般是按電機(jī)額定電流選擇的，過大的啟動(dòng)電流往往造成供電裝置的觸頭發(fā)熱

，觸頭周圍絕緣老化

，也是供電裝置損壞的一個(gè)主要原因。如南陽煉油廠丙烷裝置

，其供電變壓器容量為800kvA

，而z大電機(jī)容量只有130kw，完全具備電機(jī)直接啟動(dòng)的條件

，但過大的啟動(dòng)電流

，在2001年內(nèi)，三次造成低壓開關(guān)柜短路

，生產(chǎn)裝置三次停產(chǎn)檢修

，給該廠造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　由于上述一些原因

，大容量的電動(dòng)機(jī)在電網(wǎng)和工藝條件均滿足的情況下

，也常采取減少啟動(dòng)電流的措施，以提高供電的可靠性和降低電機(jī)的故障率

。但啟動(dòng)裝置過高的價(jià)格（特別是中高壓電動(dòng)機(jī)

，軟啟動(dòng)裝置+啟動(dòng)開關(guān)柜等的價(jià)格是電機(jī)價(jià)格的1.5倍以上）、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

，不但增加了用戶的成本和降低了電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性

。同時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)電流的平方成正比

，當(dāng)采用降低定子電壓啟動(dòng)方式時(shí)

，如啟動(dòng)電流由6Ie降到了3Ie時(shí)

，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減少4倍，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間增大5倍以上

。正因如此，對啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求比較大

、啟動(dòng)時(shí)間要求比較短的電機(jī)

，只能利用繞線式電機(jī)代替鼠籠式電機(jī)。

　　繞線式電機(jī)因其有碳刷

、滑環(huán)及啟動(dòng)控制系統(tǒng)

，無法用在對拖動(dòng)系統(tǒng)可靠性及免維護(hù)性要求比較高的場合。如油田廣泛使用的抽油機(jī)

，需要大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)

，但因它們?nèi)堪惭b在野外，數(shù)量具大（年產(chǎn)原油18萬噸的河南油田

，其抽油機(jī)電機(jī)數(shù)量就超過2千臺(tái)

、大慶油田超過5萬臺(tái)），為提高電機(jī)拖動(dòng)的可靠性

，不得不采用鼠籠電機(jī)

；同時(shí)，為了增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

，又不得不增加電機(jī)容量

。使得抽油機(jī)電機(jī)的平均負(fù)載率不及電機(jī)額定功率的30%。它不但增加了電力拖動(dòng)系統(tǒng)成本

、還降低了電機(jī)的固有效率

，浪費(fèi)了大量的能源。

　　為了說明無刷自控電機(jī)的優(yōu)越性

，現(xiàn)以一臺(tái)1400KW

、ne=1488r/min、6KV

、Ie=154.A

、Ist/Ie=6.38、Mmax/Me=2.3

；的鼠籠型電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)主風(fēng)機(jī)和一臺(tái)1400KW的繞線式電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)相同的負(fù)載

，并均配置水電阻軟啟動(dòng)器（水電阻啟動(dòng)器的價(jià)格只及可控硅、磁飽和電抗器軟啟動(dòng)器的1/2）為例

，說明其設(shè)計(jì)方法

、啟動(dòng)性能和拖動(dòng)系統(tǒng)成本。

　　3.鼠籠電機(jī)及其拖動(dòng)系統(tǒng)

　　該拖動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2所示

，它一般由運(yùn)行高壓開關(guān)柜DL1

、啟動(dòng)高壓開關(guān)柜DL2

、隔離開關(guān)K柜和水電阻R及其控制裝置等構(gòu)成。其中水電阻R及其控制裝置

，就是在一個(gè)裝滿導(dǎo)電液體如鹽水中

，插入兩個(gè)電極，形成電阻

。其電阻的大小與電極的距離成正比

，調(diào)節(jié)電極板的距離，就能調(diào)整這個(gè)電阻的大小

，達(dá)到調(diào)節(jié)定子電流的目的

。將這樣的可變電阻串入電機(jī)的定子回路，就可以平滑地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)

。

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