電機(jī)啟動(dòng)中的自耦變壓和頻敏變阻器的應(yīng)用

隨著新設(shè)備的投入，一些洗煤、浮選煤廠(chǎng)需配套各種大規(guī)格的三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的大電流起動(dòng)成為各廠(chǎng)礦考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。由于這些廠(chǎng)礦一般建在偏遠(yuǎn)山區(qū)，使用專(zhuān)用供電設(shè)備及線(xiàn)路，在不增大供電設(shè)備的前提下，電機(jī)的選型及控制成為廠(chǎng)家考慮的。本文結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性及電機(jī)控制在實(shí)際工作的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的大電流，有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：(1)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流雖然很大，但一經(jīng)起動(dòng)，轉(zhuǎn)速就迅速上升，電流立即下降，起動(dòng)過(guò)程的時(shí)間很短，不致于使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。但若起動(dòng)頻繁，因熱量的積累，也會(huì)使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，導(dǎo)致繞組燒壞，絕緣老化，從而縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命。(2)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流對(duì)線(xiàn)路也是有影響的，過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)在線(xiàn)路上產(chǎn)生較大的電壓降，使線(xiàn)路的端電壓降低，影響同一條線(xiàn)路中鄰近的電氣設(shè)備的運(yùn)行。為了避免大起動(dòng)電流對(duì)電機(jī)壽命及電網(wǎng)的不良影響，各廠(chǎng)礦采取了適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)方法來(lái)降低起動(dòng)電流，滿(mǎn)足起動(dòng)條件。下面介紹自藕變壓器及頻敏變阻器的一些實(shí)際應(yīng)用。

　1、控制系統(tǒng)中自藕變壓器的應(yīng)用

降壓起動(dòng)是指在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓，起動(dòng)結(jié)束時(shí)加額定電壓，降壓起動(dòng)能減小電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，但也大大減小了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，因此降壓起動(dòng)僅適用于空載或輕載情況。

在為某浮選廠(chǎng)的泥漿泵電機(jī)的選型設(shè)計(jì)中，根據(jù)泥漿泵電機(jī)的起動(dòng)是輕載的特點(diǎn)，為其

75kW電機(jī)設(shè)計(jì)了自耦降壓起動(dòng)柜，在此自耦變壓器的二次側(cè)有2組抽頭，其電壓分別為一次側(cè)電壓的80％、65％，考慮到起動(dòng)負(fù)載不是很大，選用了65％抽頭，這樣按電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)推出電機(jī)起動(dòng)電壓變?yōu)?47V，起動(dòng)電流降為320A(直接起動(dòng)時(shí)為2000A左右)。在此柜中利用了時(shí)間．電流轉(zhuǎn)換器，在應(yīng)用前將時(shí)間整定值整定在略大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)時(shí)間(電機(jī)起動(dòng)時(shí)間大約為3s~4s，整定時(shí)間為5s~6s)。起動(dòng)時(shí)，若起動(dòng)電流在規(guī)定時(shí)間內(nèi)仍不能衰減到小于1．5倍額定電流時(shí)，時(shí)間轉(zhuǎn)換器發(fā)生作用，發(fā)出轉(zhuǎn)換信號(hào)，起到了雙保險(xiǎn)作用。

自耦變壓器將電源電壓降低后加到電動(dòng)機(jī)上，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升后，或經(jīng)時(shí)間控制器起作用，將系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換(也可手動(dòng))轉(zhuǎn)向運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)就正常運(yùn)行了。自耦變壓器僅在起動(dòng)階段使用，起動(dòng)結(jié)束后自動(dòng)切除，轉(zhuǎn)用正常380V電壓供電。

2、控制系統(tǒng)中頻敏變阻器的應(yīng)用

轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏變阻器起動(dòng)即應(yīng)用以下原理：轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電阻和電抗，起動(dòng)過(guò)程中電抗值隨轉(zhuǎn)子回路的頻率變化，轉(zhuǎn)速較低即頻率較高時(shí)電抗較大，電流大部分流經(jīng)電阻，隨轉(zhuǎn)速升高，電抗逐漸減少，流過(guò)電抗的電流逐漸增大，起動(dòng)結(jié)束后，幾乎全部轉(zhuǎn)子電流都流過(guò)電抗，將并聯(lián)的電阻隔開(kāi)，如果參數(shù)配合適當(dāng)，電動(dòng)機(jī)在整個(gè)加速過(guò)程中產(chǎn)生幾乎恒定的轉(zhuǎn)矩。頻敏變阻器的三個(gè)繞組分別繞在三個(gè)鐵心柱上，鐵心用厚6mm~l2mmCl~J鋼板制成，設(shè)計(jì)時(shí)有意使鐵心在飽和情況下工作，工作時(shí)產(chǎn)生較大的渦流和磁滯損耗。由于鐵心較飽和，線(xiàn)圈匝數(shù)不多，所以繞組的感抗和直流電阻都很小。

頻敏變阻器通過(guò)電刷和滑環(huán)與轉(zhuǎn)子繞組相接，起動(dòng)開(kāi)始時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)子頻率很高，頻敏變阻器損耗較大，限制了起動(dòng)電流，增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)子頻率不斷下降，頻敏變阻器的損耗等效電阻隨著平滑下降，使電動(dòng)機(jī)平滑起動(dòng)。

在為某廠(chǎng)設(shè)計(jì)185kW真空泵的起動(dòng)柜時(shí)，考慮到平滑起動(dòng)，選用了185BP頻敏變阻器，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制回路。合上自動(dòng)開(kāi)關(guān)ZK，按起動(dòng)按鈕QA，接觸器1XC接通，頻敏變阻器BP投入工作，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)，經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)5s~6s后，時(shí)間繼電器接點(diǎn)閉合，接觸器2XC接通，頻敏變阻器短接(電機(jī)轉(zhuǎn)子脫離頻敏變阻器)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈短路，電機(jī)投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在工地現(xiàn)場(chǎng)對(duì)此頻敏柜的調(diào)試中，首先根據(jù)帶負(fù)載泵的電機(jī)起動(dòng)時(shí)間將時(shí)間，繼電器調(diào)整為6s。起動(dòng)時(shí)聽(tīng)見(jiàn)電機(jī)好象很吃力“嗡…”的拉長(zhǎng)聲音2s~3s后，造成全廠(chǎng)斷電。后經(jīng)分析：雖然使用了頻敏變阻器，起動(dòng)電流已降為額定電流的2倍多(起動(dòng)時(shí)電流表指針達(dá)到了lkA左右)，但相對(duì)于此電網(wǎng)還是太大，造成供電局的變壓器跳了閘。后經(jīng)供電部門(mén)調(diào)整了線(xiàn)路容量后，使設(shè)備能正常起動(dòng)，不影響其它設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。