无刷无环起动器在煤矿的应用

1 概述

　　目前在煤炭工业生产过程中有相当一部分重载起动的设备是采用绕线式转子交流异步电动机拖动的。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力矩，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。不过这种电动机也存在不少缺点，由于需附加起动装置，这样，使电气元件的触点增加，操作比较复杂（与鼠笼电动机相比），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所产生的火花及增大接触电阻，就加大电刷对滑环的压力，这样一来既增加了转子的负荷，又增大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。另外电刷和滑环摩擦产生的导电粉末放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。为实现线绕电动机的无刷无滑运动，一些科研单位进行了不少理论研究和大量的科学试验，其中四川大学原子核科学技术研究所成功地推出新型无刷无环起动器，通过各种不同类型用户的长期工业试验.已证明它是可靠的新型专用起动器，是BP型频敏变阻综合起动器的更新换代产品，属于国内领先技术。使用无刷无滑起动器的线绕电动机能够象普通鼠笼型电动机一样操作，深受工矿企业的欢迎。

2 工作原理简介

　　绕线式转子交流异步电动机起动装置中关键部件是频敏变阻器，这是我国独创的无触点磁性元件，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.在起动过程中其等值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型频敏变阻器及其辅助部件进行简单化改造.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拒传统的频敏变阻器只在电动机起动时接入转子回路，起动过程结束时必须及时退出转子回路，同时将转子回路短路，使电动机进入运转状态。如果操作不当，频敏变阻器就会发热和破坏，电动机本身也不能正常工作甚至被损坏。而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12 ，转子电流的频率则由50Hz平滑地下降到1—3Hz，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 这是一种比较理想的专用起动装置，凡是原来采用BP型系列频敏变阻起动器的各种电动机均可采用这种起动器来更新换代。

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l51l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改造工作可分为两部分，首先是拆除转子回路与综合起动框之间的连线，仅仅保留电动机供电回路的赢接触器操作系统，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 完成第一部分工作量后，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的出线头与起动器的接线柱正确可靠地连接好，检查无误便可以通电试车，全部时间约lh左右，根据研制单位提供的4000多台电动机的改造资料表明，成功率为100 。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况及部件温升.如发现起动器温升异常就要检查接线柱压线螺丝是否检动，紧固即可。

　　根据厂方统计约有l 的改造电动机出现故障，原因都是压线松动造成转子开路事故。我们在进行改造之前曾先后调研了水泥厂的球磨机，橡胶厂的压延机，这些都是重载起动设备，使用人员认为，改造前后的差异甚大。

　　另外.对各种规格空压机的改造效果也非常明显。在此基础上我们在夹河选煤厂对真空泵185kW 电动机进行了改造，并获得一次成功，深受操作司机和维修工人好评。淮北选煤厂的185kW 电动机第l台改造成功后又制定逐台改造的计划。河南汝州晶美选煤公司选煤厂4台l85kW 真空泵、电动机平时故障多，维修量大，经常影响生产.集中一次全部改造，解决了生产中的难题.受到全厂上下的一致赞扬。