无刷变阻起动器在冶金行业中的应用

    由四川大学核科学技术研究所和成都聚能达起动器制造有限公司（原成都时达仪器厂）共同生产推向市场的新产品——-无刷变阻起动器，是绕线工式转子电动机的专用起动器。JR、YR、YZR、JZR三相绕线式转子交流异步电动机（又称滑环电动机），由于在它的转子上可以外接电阻或者电抗，在起动时具有较高的功率因数和较大的起动转矩及改变转速等优点。因此，在冶金工业中，大多数的设备广泛采用这类电动机来作为拖动电机。但由于在这种电动机的转子上装有短路环，刷杆，刷盒，碳刷，滑环等易损零件，它们由控制箱中的时间继电器，中间继电器，交流接触器，频敏变阻器或者电阻器等电器元件组成一个完整的上次回路系统，作为这种电动机的起动或者短装置。但这种电动机也有它的不足之处，主要是在运行中容易出现下列故障：
（1）    碳刷易磨损，消耗量大，增加维修工时；
（2）    碳刷与滑环之间的摩擦产生火花，有些场所不能使用；
（3）    碳刷与滑环之间的摩擦增大接触电阻；
（4）    碳刷与滑环摩擦的导电粉末被吸入电机内部，是烧毁电机的一大隐患；
（5）    时间继电器失控容易烧毁其它电器元件；
（6）    短路环由于频繁起动产生的大电流容易烧坏；
（7）    增大维修、备件的费用。
无刷变阻起动器目前属国内领先技术，用它替换传统的繁琐的多元组成的起动装置，省去了短路环、滑环、刷架、刷盆、碳刷及二次回咱控制系统中的交流接触器，频繁变阻器等电器元件，仍保持电动机原来的运行特性，其优点是安全可靠，不用备件，减少维修量，操作简单，而且安装拆卸方便，可直接把它安装在电动机转子上原来安装滑环的位置外（附图）。将电动机转子上的6根出头线（小功率电动机3根出头线）与它的接线柱相连便可起动运行。
凡原采用BP型频敏变阻器起动的JR、YR、JZR、YZR三相绕线式转子交流异步电动机（变速的除外）均可采用无刷变阻起动器来更新换代。适用电机容量11——-245KW，拖动的设备如球磨机，空压机，风机，水泵，输送机，提升机，制氧机，冷拔机，剪切机及不变速的吊车等均可选用。
 
无刷变阻起动器的工作原理与设计依据主要是在频感变阻器的设计基础上演变过来的。
这种起动器的阻值是一个变量，它是随着电动机转子电流频率大小成比例增减，属于非线性器件，其基本工作原理是把二次回路系统的多触点元件改成一种无触点电磁元件，采用最佳磁路原旦和最新导磁材料，由轭板、绕圈绕组，内外磁芯，轴套、接线柱等零件线成一个整体（见附图）。相当于一个等值阻抗串入转子的回路中，利用异步电动机在起动过程中转子频率fz是随转子转速高而降低的关系而变化的；当转子转速由0升到ne，转子电流的频率则由50HZ平滑地降低1——3HZ，这时起动器铁芯损耗则由最大变到几科接近于零，等效于转子电路外接的电阻由最大（起动初瞬）平滑地变到最小（正常运行），即电动机起动过程中转子回路外接的起动变阻器自动地随转子频率变化作平滑调节，故起动时转矩较大，起动电流较小。运行时，变阻器铁芯损耗已降到接近于零，等效于转子回路短接。
近几年来，无刷变阻起动器已在冶金工业中推广使用。如上海梅山冶金公司铁矿选厂用于115KW水泵、155KW翻斗机；石家庄钢铁厂用于95KW球磨机；云锡公司大屯选厂用于115KW球磨机；武钢乌龙泉矿用于130KW球磨机等。走访调查结果，普遍反映较好，昆钢总公司机动处根据该公司三轧厂在剪切机、冷拔机上长期使用考察结果，确认无刷变阻起动器有较高的使用价值，并于今年初组织现场会在全公司范围全面推广应用。无刷变阻起动器的购置费，电机运行1—1.5年所节省的维修费一项即可得到补偿。