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无滑环绕线转子感应电动机的实际应用
作者:an888    发布于:2025-12-24 09:45   

  傲世皇朝用户注册?在工业生产过程中,有很多被拖动的重型设备负荷基本上是恒定不变的,这时对电机而言,解决的主要矛盾是重负荷起动问题。为此国内外普遍采用绕线转子感应电动机,其结构特点是在电机转子回路中通过滑环碳刷电缆而串接电阻器,在电机起动时,该起动装置既可以提供大起动转矩,又可以把起动电流抑制到允许的范围内。

  但是电机一旦起动完毕,这一套起动装置又成了电机的累赘,它带来的主要问题是:

  (1)由于滑环碳刷连续摩擦而需要经常维修更换,从而使电机的可靠性大打折扣,故障经常不断,每月需停机数小时进行维修;

  (2)电机起动后转子上串接的电阻器虽然被短接了,但电缆以及滑环碳刷所具有的电阻值仍然存在,虽然它们的阻值不大,但由于电机转子回路中的感应电流很大而在这些阻性元件上流动,必然造成很大的电能损耗;

  (3)由于这些阻性元件串接于转子回路,使电机的机械特性变“软”,因此当电机负荷增大时,它的异步转速就下滑,这不但影响了被拖动设备的产量,又增加了电机的“转差”损耗,使电机的温升增加,严重时甚至使电机烧毁,当然这又使电机效率大打折扣;

  (4)由于转子绕组用的是矩型铜线使其槽型设计受到限制,因此电机的功率因数都比较低,须配备功率因数补偿装量(如进相机等)进行补偿,而功率因数补偿装置又要消耗有功功率,造成5-10KW电能浪费。

  综上所述,传统的绕线转子异步电机存在很大额外的电能消耗,而这些惊人的电耗又往往被人们所忽视,当然也没有提出具体的解决办法,认为这都是正常电耗。

  无滑环变极起动绕线转子感应电动机采用一种全新的定子、转子绕组结构,在谐波起动技术的基础上运用独特的谐波起动原理,针对大型绕线转子电机的特点,提出一种实现谐波起动方法的定子绕组的新接法,这种定子绕组的新接法利用“全绕组起动”的概念构造,它具有线圈工艺性好,起动特性优良,控制简单,正常运行时又可换接为标准绕组的特点;而转子绕组则利用“无感”的概念和复合线圈技术,提出在大型电机转子上采用圆铜线构成“软绕组”.

  它与传统的矩形截面导线构成的“硬绕组”相比,其槽形可根据要求灵活设计,并可减少转子线圈端部用铜量,在保证槽内有效用铜量相等的情况下,最多可节省10%左右的用铜量。这既减小了转子的铜耗又提高了电机的功率因数。由于去掉了滑环则电机长度减少了近30%,这既节约了材料又简化了制作工艺。

  新型电机转子回路中不再含有滑环碳刷,起动时转子回路中不串入电阻,其外观形同鼠笼电机,它与传统绕线转子电机一样能够做到低起动电流、高起动转矩,同时它更具有高过载能力,高效率,高功率因数,高可靠性等突出特点,而且控制也极为简便,只需两个三相开关就可完成。

  它不需要进相机等功率因数补偿装置,也不需要强力风扇对滑环碳刷进行强制降温。它被广泛用于建材、矿山、冶金、发电、石化等工业领域诸如球磨机、破碎机、轧钢机、压缩机等大型设备的拖动,它是传统绕线电机的换代产品,有着广阔的市场前景,其节电效果非常显著.

  经综合测算,该新型电机系统节能占输入电能的比率可高达5-10%。新电机节电效果的大小可视原电机转子回路中所带电缆的长度而定。若电缆仅10~20米左右则节电效果可达5%,若电缆长度在百米以上其节电效果更高,可达10%以上。考虑到大型高压绕线电机多处于常年满负荷恒转速状态下连续运行,所以一年下来的节电费用相当可观。

  一般而言按现在现行电价计算用户只需要一年或一年半的时间就可以用所节约的电费收回购置新电机的投入。如湖北省黄石市某水泥厂2005年5月5日在一台φ2.2×7的水泥生料磨上用了一台380kw/6kv的新型电机,至今从未发生故障,他与同型号的磨机相比,每吨水泥生料节电1.68kwh,每小时生产水泥生料29吨,按每天生产 20小时,每年300天计算则年节电1.68×29×20×300=29232kwh,每度电按0.5元计算,则年节约电费14.6万元,一年可将投资收回。若用户是新上设备,其投资收回期更可大大缩短。

  1) 用户不需要购置无功补偿电柜(进相机)也不需购置启动用的电阻柜,节约一次性投资。

  3) 由于新电机处于免维护状态,长期连续可靠运行,相对于传统绕线电机而言每月可多生产数小时,其效益可想而知。

  4) 新电机转速恒定比传统绕线转左右,使电机拖动的设备在最佳状态下运行,在保证质量(如水泥细度)和传统设备产品质量相同的前提下,可使设备产量提高10~15%。

  5)新电机可在过负荷5~10%工况下连续运行,抗冲击能力强。特别适用于轧钢设备。

  (摘编自《电气技术》,原文标题为“无滑环绕线转子感应电动机的实际应用”,作者为赵文成。)