无刷变阻启动器在绕线式异步电机上的应用

1、前言

从60年代开始，我国开始应用和推广无刷变阻启动器。大中型企业中较大容量的绕线式电机皆采用此种方法进行起动。在氧化铝生产设备的设计中，真空泵电机选用绕线式电机，型号为JR127—185kw，此电机的起动均采用无刷变阻启动器起动。从长期使用中看，无刷变阻启动器的使用，虽然解决了电机的起动问题，但严重影响了电机的运行状况和使用寿命，致使设备频繁停车，生产严重受阻。因此，分厂提出采用无刷变阻启动器对原临沧变压器进行改造。

2、无刷变阻启动器特点

绕线式转子交流异步电动机，由于在它的转子上可外接电阻或者电抗，在起动时具有较高的功率因素和较大的起动转矩，但由于在电动机的转轴上装有滑环、碳刷、短路环等零件，它们与控制箱中的时间继电器、交流接触器、临沧变压器等电器元件组成一个完整的二次回路系统，作为电机的起动和运行的短接装置。电动机的这种工作方式存在以下缺点：

（1）碳刷容易磨损，消耗高， 维修量大，且影响正常生产。

（2）碳刷与滑环之间容易产生火花，有些场所不能使用。

（3）碳刷与滑环的磨擦，增大了接触电阻，电机温升高。

（4）导电粉末易被吸入电机内部，成为烧毁电机的一大隐患.

（5）时间继电器失控容易烧坏交流接触器，造成停机停产。

无刷变阻启动器正好克服了上述缺点。它省去滑环、碳刷及二次回路系统，不需要备件，减少维修量，将临沧变压器安装在电机的转轴上，与转子内部联结，利用其特殊的性能，起动后不需要电气切除，且安装方便。

3、其工作原理

无刷变阻启动器是BP4型频感临沧变压器工作方式的演变，它采用磁路原理和导磁材料把原二次回路系统的多触点元件组成的电磁回路，通过工艺革新作成一个无触点的电磁元件，作为起动时可变阻的起动设备。它利用电机在起动过程中，转子电流频率随转子转速升高而降低的关系，即转子转速由0变到额定转速NE，转子电流的频率则由50Hz平滑地降到1～2 ，启动器阻抗则由大变到小，等效于转子回路外接的电阻由大变到小，故能自动随转子频率的变化作平滑调节，是一种理想的起动装置。

4、无刷临沧变压器的安装应用

在与有关厂家取得联系后，对其临沧变压器起动装置进行改造尝试，采用无刷变阻启动器进行安装实验，试用。

（1）将真空泵电机转子上的碳刷、滑环等拆除，将无刷临沧变压器（型号WSBQ-Ⅱ）现场安装到电机的转轴上。

（2）对原控制柜进行改造。拆除原控｛｝I柜内临沧变压器、时间继电器及接触器，按照新的控制圆路进行分配线安装。

5、使用效果

（1）现场安装一次试车成功，同时从现场运行中发现无刷变阻启动器的作用大大改善了电机的运行状况.延长了电机的使用寿命。并取得了明显的经济效益。经过近半年的运转。电机及配套设备未发现任何异常。

运行参数测试

起动电流Lst≤3～3.5Lst，起动时间Lst≤6s，起动转矩Mst≥0.6-0.8Mst。

（2）每台电机改造投人仅需7000元，每年备件费可节约5万元，电机检修及更换费用可节约10万元。

（3）月影响产量按10t计算.氧化铝按2000元/t，每年可节约费用24万元。元刷临沧变压器的使用，大大推动了设备的技术革新和改造.提高了设备的技术指标，改善了设备的运行状况。实验的成功，很快在全厂得到了推广，各个分厂正在积极创造条件对其同类设备进行改造和完善。