淺談無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器在水泥廠熟料破碎機(jī)上的應(yīng)用

鄔永紅

（海南中南標(biāo)質(zhì)量科學(xué)研究院，海南 ?？?571152）

華潤(rùn)水泥（昌江）有限公司熟料破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)采用三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其起動(dòng)設(shè)備由頻敏變阻器改為無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器后，徹底改變了原來碳刷磨損后，更換碳刷造成止料或停窯的局面。

1 公司原熟料破碎機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

我公司破碎機(jī)電機(jī)是轉(zhuǎn)子繞線式三相交流異步電動(dòng)機(jī)，在它的轉(zhuǎn)子繞組上通過滑環(huán)外接頻敏變阻器，防止起動(dòng)電流過高，同時(shí)獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較高的功率因素。原頻敏變阻器和控制回路放置于電氣室配電柜里，通過集電環(huán)、電刷、壓力彈簧與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)，作為電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)系統(tǒng)。而新型的無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器正好省去了集電環(huán)、電刷、刷握、壓力彈簧等，克服了電刷磨短后的發(fā)熱和打火引起滑環(huán)表面燒灼等缺點(diǎn)。

無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器自2011年投入使用以來，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流、電壓、溫升等各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)均非常穩(wěn)定，由于維護(hù)到位，整機(jī)已連續(xù)運(yùn)行7年之久，無故障發(fā)生。無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器為我公司回轉(zhuǎn)窯連續(xù)運(yùn)行提供了有利保障。

2 無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器工作原理

無刷無環(huán)變阻啟動(dòng)器工作原理是利用電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子電流頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高而降低的關(guān)系，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由0變到額定轉(zhuǎn)速Ne，轉(zhuǎn)子電流的頻率則由50Hz平滑地降到l～2Hz，無刷變阻啟動(dòng)器阻抗則由大變到小，等效于轉(zhuǎn)子回路外接的電阻由大變到小，故能自動(dòng)地隨轉(zhuǎn)子頻率的變化作平滑調(diào)節(jié)，是一種理想的起動(dòng)裝置。

3 無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器的更換過程

我公司在2011年把頻敏變阻器改成無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器。起動(dòng)器安裝質(zhì)量好壞直接影響以后的良好運(yùn)行，所以，安裝一定要到位，盡量過盈配合，這樣就保證在以后的運(yùn)行中，不會(huì)出現(xiàn)由于離心力而導(dǎo)致松動(dòng)，由于松動(dòng)引起振動(dòng)，振動(dòng)再導(dǎo)致松動(dòng)，惡性循環(huán)，故障頻頻。由于無刷無環(huán)起動(dòng)器正好安裝在原滑環(huán)的位置，所以安裝十分方便，見圖1。

圖1 無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器實(shí)物圖

首先，拆除控制柜里的頻敏變阻器控制回路，控制柜中的空氣開關(guān)、主交流接觸器、過載保護(hù)裝置和其他測(cè)量裝置保留不變，只要實(shí)現(xiàn)中控、現(xiàn)場(chǎng)均可起動(dòng)即可，組裝電器柜全部由公司電修班員工自己完成，既鍛煉員工本領(lǐng)又節(jié)省費(fèi)用開支。技改后的控制原理圖見圖2。

圖2 頻敏變阻器降壓起動(dòng)原理圖和無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器起動(dòng)原理圖

其次，現(xiàn)場(chǎng)把轉(zhuǎn)子繞組輸出的六根線，同相的為一組，共分3組，做好標(biāo)記，然后逐一把滑環(huán)系統(tǒng)拆掉，把新的起動(dòng)器有接線柱的一端和電動(dòng)機(jī)中空軸引出線（銅線鼻子一定要鍍鋅）的出線方向在同一側(cè)面，這樣便于接線，安裝就位后，把卡簧安裝好，然后按照標(biāo)記接好線就算完成了，6個(gè)接線柱盡量使用2個(gè)鍍鋅螺栓鎖緊。

最后，用500MΩ表檢查起動(dòng)器的絕緣電阻，絕緣電阻值只要大于1MΩ即可通電試機(jī)。

4 無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)

無刷無環(huán)變阻啟動(dòng)器和頻敏變阻器類似，優(yōu)點(diǎn)是在起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)后，近似地得到恒轉(zhuǎn)矩特性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑啟動(dòng)?，F(xiàn)在國(guó)家重點(diǎn)推廣的YX3系列高效節(jié)能電機(jī)，只要是繞線式都可以串聯(lián)無刷無環(huán)變阻啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。水泥廠的水泥磨、熟料破碎機(jī)以及離心風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、離心水泵、皮帶輸送機(jī)和斗式提升機(jī)等大功率電動(dòng)機(jī)，都可以匹配。目前我國(guó)已生產(chǎn)可以匹配22～4000kW電動(dòng)機(jī)的無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器。

無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器主要的缺點(diǎn)是不能頻繁啟動(dòng)，最好間隔6～10min；運(yùn)行中要保持通風(fēng)正常，并且定期吹掃表面灰塵，保證散熱良好；利用各種停機(jī)機(jī)會(huì)，特別是大修期間，一定要重點(diǎn)檢查6個(gè)接線柱與轉(zhuǎn)子6根引出線的壓接牢固情況，通過觀察顏色判斷螺栓是否松動(dòng)。

5 結(jié)語

無刷無環(huán)變阻起動(dòng)器與傳統(tǒng)的頻敏變阻器和水電阻相比，最大的特點(diǎn)是沒有滑環(huán)系統(tǒng)，極大地提高了設(shè)備的使用效率，特別適用于運(yùn)轉(zhuǎn)率極高的設(shè)備，比如嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)窯和篦冷機(jī)連續(xù)運(yùn)行的熟料破碎機(jī)等設(shè)備。