无刷无环起动器在选煤厂的应用

摘  要：使用无刷无环起动器对绕线式异步电动机进行改造，其电气和机械性能保持不变，操作简化、事故率下降，具有较好的经济效益。 
关键词：电刷;无刷无环起动器;经济效益
1 概述
　　目前在选煤厂生产过程中，有相当一部分重载起动设备是采用绕线式异步电动机拖动的，与普通鼠笼式异步电动机不同，这种电动机的转子回路中可以串接电阻、电抗或频敏变阻器，因此在起动时具有较大的起动转矩、较小的起动电流和较高的功率因数，同时还具有较好的调速性能，起动过程平滑稳定。通常使用的有空压机、真空泵、破碎机和水泵，但是这种电动机也存在不少缺点，由于需附加起动装置，使电气元件的触点增多，操作比较复杂，因而故障较多，维修较难。特别是滑环和电刷这一组动接触点，为避免高速旋转时电刷与滑环之间产生的火花及增大接触电阻，就加大电刷对滑环的压力，这样以来既增加了转子的负荷，又增加了电刷和滑环的磨损量，无形中增加了维修费用和维修时间。我们厂4台185 kW 真空泵电动机在使用过程中就经常出现上述情况。另外，电刷和滑环摩擦产生的导电粉末被吸入电动机线包里成为一大事故隐患。
　　长期以来人们一直在探索如何克服上述缺点，力求改进起动装置。为实现绕线电动机的无刷无环起动，一些科研单位进行了很多理论研究和大量的科学试验。JR、YR系列三相绕线式异步电动机新一代起动装置—— 无刷无环起动器，是90年代初投入工业运行的高新技术产品，凡原来采用频敏变阻器起动的各类电机都可以选用无刷无环起动器来更新换代。
2 工作原理
　　绕线式异步电动机起动装置中关键部件是频敏变阻器，在电动机转子回路中利用铁磁材料的频敏特性来实现电动机的无级起动，在起动过程中其等效阻值随转子频率的变化而变化，所以起动特性平
　　滑稳定性能好。无刷无环起动器中，频敏变阻器的作用更关键，它是现有频敏变阻器的演变和微缩，即是把原来使用的固定频敏变阻器及其辅助部件进行简化改造，变成随转子一起旋转的专用部件，从而省去滑环、电刷和起动柜。无刷无环起动器始终与转子回路连接在一起，参与电动机的起动和运转全过程。在起动过程中，随着转子转速由0升到额定转速n ，转子电流的频率则由50 Hz平滑地下降到15 Hz，这时起动器的铁芯损耗则由最大变到几乎接近于0，等效于转子电路外接的电阻由最大变到最小，整个过程平滑调节并且自动进入运转状态，此时起动器等效于转子回路短接。
3 安装及使用
　　无刷无环起动器的最大优点就在于省掉了绕线型异步电动机的滑环，电刷和起动柜省掉了复杂的操作步骤，省掉了维修并节省了维修费用和维修时间，而改造和安装工程既简单又方便。
　　3.1 安装
　　首先是拆除转子回路与综合起动柜之间的连线，仅仅保留电动机供电回路的交流接触器操作系统，同时将电动机转子轴上的滑环、电刷、刷盒、刷架及提刷短路机构拆下;完成这些工作后，把无刷无环起动器装到原来放置滑环的位置，按说明书要求把电动机转子出线头与起动器的接线柱正确可靠地连接好，检查无误后就可以通电试车。我们厂4台185kW 真空泵电机平时故障多，维修量大，经常影响生产，1998年5月集中一次全部改造，试车一次性成功，解决了生产中的难题，受到了全厂上下的一致赞扬。
　　3.2 使用
　　改造后的电动机在使用中不需备件，不需维修，只要注意观察运行状态及部件温升，如发现起动器温升异常就要检查接线柱压线螺丝是否松动，紧固即可。无刷无环起动器使用过程中的优点是：不需备件，维修量小，操作简单，安装拆卸方便;设备安全运行率高，特别是无触点，无摩擦火花的产生，保证了安全可靠性。
4 结语
　　无刷无环起动器经过本厂近5 fl的使用运行证明，运行是安全可靠的，经济上是合理的，粗略计算可知，改造1台电动机所投入的费用大约是改造前运行1 a所需的备件和材料费用之和。另外，减少维修量，杜绝了因设备故障和排除故障影响生产造成的损失等，更是无法估量。可见，采用无刷无环起动器进行技术改造，有着明显的经济效益和运转安全可靠性，应大力推广。