无刷变阻起动器在选矿系统中的应用.doc
无刷变阻起动器在选矿系统中的应用 概述选矿车间自1991年建厂投产以来,现已从事19年的矿产品加工工作,包括矿石洗选加工和矿石的深加工,是主要的二级生产车间之一。包括大顶山初选系统、铁矿山平炉矿系统和磨矿系统,年处理原矿58万吨,年产铁精粉10多万吨。 电气现状我车间现有5个主要配电室,采用集中和分散两种控制方式。电动机110多台,总功率2394Kw,超过75Kw的电机有13台,包括鼠笼式和绕线式两种。由于生产紧,任务重,设备分布又不集中。电气设备的运行好坏,就显得尤为重要,直接影响选矿的正常工作。 驱动各种选矿设备的电机作业时间要求长,特别是在磨矿工艺中,绕线式电机功率大,重负荷起动,并且给料不恒定,随时间变化,电流波动也较大,有时由于起动电流过大,甚至引起全系统断电,给电机和设备造成严重的冲击,不能适应生产要求。为解决生产实际,经过多次技术改造,效果都不明显,起动电流降低不显著,之后,采用无刷变阻器,对转子线圈进行改造,取得了较好的效果,能将起动电流控制在电机额定电流的3.5倍左右,解决了这一矛盾。 工作原理;组成1. 前言 从60年代开始,我国开始应用和推广频敏变阻器。大中型企业中较大容量的绕线式电机皆采用此种方法进行起动。在氧化铝生产设备的设计中,真空泵电机选用绕线式电机,型号为JR127185kw,此电机的起动均采用频敏变阻器起动。从长期使用中看,频敏变阻器的使用,虽然解决了电机的起动问题,但严重影响了电机的运行状况和使用寿命,致使设备频繁停车,生产严重受阻。因此,分厂提出采用无刷变阻器对原频敏变阻器进行改造。 2 无刷变阻器特点 三相绕线式转子交流异步电动机,由于在它的转子上可外接电阻或者电抗,在起动时具有较高的功率因素和较大的起动转矩,但由于在电动机的转轴上装有滑环、碳刷、短路环等零件,它们与控制箱中的时间继电器、交流接触器、频敏变阻器等电器元件组成一个完整的二次回路系统,作为电机的起动和运行的短接装置。电动机的这种工作方式存在以下缺点 (1)碳刷容易磨损,消耗高, 维修量大,且影响正常生产。 (2)碳刷与滑环之间容易产生火花,有些场所不能使用。 (3)碳刷与滑环的磨擦,增大了接触电阻,电机温升高。 (4)导电粉末易被吸入电机内部,成为烧毁电机的一大隐患. (5)时间继电器失控容易烧坏交流接触器,造成停机停产。 无刷变阻起动器正好克服了上述缺点。它省去滑环、碳刷及二次回路系统,不需要备件,减少维修量,将变阻器安装在电机的转轴上,与转子内部联结,利用其特殊的性能,起动后不需要电气切除,且安装方便。 3 其工作原理 无刷变阻起动器是BP4型频感变阻器工作方式的演变,它采用最佳磁路原理和最新导磁材料把原二次回路系统的多触点元件组成的电磁回路,通过工艺革新作成一个无触点的电磁元件,作为起动时可变阻的起动设备。它利用电机在起动过程中,转子电流频率随转子转速升高而降低的关系,即转子转速由0变到额定转速NE,转子电流的频率则由50Hz平滑地降到1~2 ,起动器阻抗则由最大变到最小,等效于转子回路外接的电阻由最大变到最小,故能自动随转子频率的变化作平滑调节,是一种理想的起动装置。 4 无刷变阻器的安装应用 在与有关厂家取得联系后,对其频敏变阻器起动装置进行改造尝试,采用无刷变阻起动器进行安装实验,试用。 (1)将真空泵电机转子上的碳刷、滑环等拆除,将无刷变阻器(型号WSBQ-Ⅱ)现场安装到电机的转轴上。 (2)对原控制柜进行改造。拆除原控{}I柜内频敏变阻器、时间继电器及接触器,按照新的控制圆路进行分配线安装。 5 使用效果 (1)现场安装一次试车成功,同时从现场运行中发现无刷变阻器的作用大大改善了电机的运行状况.延长了电机的使用寿命。并取得了明显的经济效益。经过近半年的运转。电机及配套设备未发现任何异常。 运行参数测试 起动电流Lst≤3~3.5Lst,起动时间Lst≤6s,起动转矩Mst≥0.6-0.8Mst。 (2)每台电机改造投人仅需7000元,每年备件费可节约5万元,电机检修及更换费用可节约10万元。 (3)月影响产量按10t计算.氧化铝按2000元/t,每年可节约费用24万元。元刷变阻器的使用,大大推动了设备的技术革新和改造.提高了设备的技术指标,改善了设备的运行状况。实验的成功,很快在全厂得到了推广,各个分厂正在积极创造条件对其同类设备进行改造和完善。 无刷变阻起动器曾用名无刷无环起动器、无刷频敏变阻器是实现三相绕线式转子交流异步电动机无刷运行的新产品,取代BP系列频敏变阻器、省去碳刷、滑环以及二次回路中的所有电器元件。该产品在导磁材料及磁路结构上采纳了四川大学众多专家的改进方案,通过技术用工艺革新做成一个无触点的电磁元件。使电机起动更可靠,不需备件,不用维修。产品广泛用于电力、冶金、水泥、机械、化工、军工、医药、矿山、铁路、石油等工矿企业的电机起动,在行业内享有良好声誉。 无刷变阻起动器用于拖动空压机,水泵,真空泵、球磨机、风机、输送机、皮带机、破碎机、压力机、棒磨机、沙泵、轧钢机等。使电机运行更可靠,不需备件,不用维修。 一、产品主要特点 1、结构简单省去滑环、碳刷及二次回路所有电器元件。 2、起动平稳无级变速,平稳可靠,起动力矩大,起动电流小。 3、运行可靠实现交流绕线式电动机的无刷无环运行,杜绝运行事故的发生。 4、免除维护没有维修、备件费用的产生。 5、过载稳速电机负载过载时起动器具有稳速功能。 6、提高开机率电机运行更加可靠,大大提高设备的开机率。 二、产品结构简介 无刷变阻起动器由线圈绕组、内外铁心、轴套、轭板、接线柱等零件组成一个无触点电磁元件。 三、产品工作原理 无刷变阻起动器是BP4型频感变阻器工作方式的演变,它采用最佳磁路原理和最新导磁材料把原二次回路系统的多触点元件组成的电磁回路,通过技术及工艺革新做成一个无触点的电磁元件,作为起动时可无级变阻的起动设备。它利用电动机在起动过程中,转子电流频率随转子转速升高而降低的关系,即转子转速由O变到额定转速ne,转子电流的频率则由 50HZ平滑地降到1-2HZ,起动器阻抗则由最大变到最小,等效于转子回路外接的电阻由最大变到最小,故能自动地随转子频率的变化作平滑调节,是一种理想的起动装置。 四、产品施工的时间要求 产品施工的时间由以下两个部分构成,通常只需1-2个小时就可以完成。 1. 拆卸滑环、碳刷等元件的时间 0.5---1 小时 2. 安装无刷变阻起动器的时间 0.5---1 小时 我厂在2号水泥磨机Φ1.55.7m上安装了一台无刷频敏变阻器原用油浸变阻器起动。电机型号为JR127-8,130kW现将有关情况介绍如下 1 原有炭刷、滑环及油浸变阻器均被取消。主回路仅有一个交流接触器、两个按钮和一些过流保护装置。操作方便,无需切换,一次起动。运行至今,未出任何故障。 2 无刷频敏变阻器具有可观的节电效果。经实测统计,该磨机安装前平均运行功率为126.42kW,安装后为122.16kW,每小时节电4.26kWh。按1991年实际运行6000h计,每年可节电费为6236元。而购买和安装该变阻器,花费了3100元;就节省电费一项,半年就可回收投资。如全用频敏变阻器起动,节电效果将更加可观。 3 由于电机可长期安全运行,每年将节省电刷等备品件费、修理费约500元,停产损失费用更不可细算。同时还大大减轻了工人操作、巡回时的劳动强度。 (一)产品简介 JR、YR三相绕线转子交流异步电动机(又称滑环电动机)。由于在它的转子上可以外接电阻或电抗,在起动时具有较高的功率因数和较大的起动转矩,同时还能获得较小的起动电流。因此,在金、机械、化工、矿山、建材等都普遍采用这种电动机来拖动设备。但由于在该电动机的转轴上装有滑环、碳刷、刷盒、短路环等零件,它们与控制箱中的时间继电器、交流接触器、频敏变阻器等电器元件组成一个完整的二次回路系统,作为这种电动机的起动或接装置,电动机在运行过程中就容易出现以下故障 1、碳刷与滑环长期摩擦,容易磨损,要经常更换。 2、碳刷与滑环的摩擦容易产生火花,有些场所不能使用。 3、碳刷与滑环的摩擦增大接触电阻,引起滑环温升过高。 4、碳刷与滑环导电粉末被吸入摩擦的电机内部积存,是烧毁电机的一大隐患。 5、时间继电器失控,容易烧毁交流接触器和频敏变阻器。无刷无环启动器为你解决了这一难题。(二)产品优点省去滑环、碳刷、刷盒支架、短路环、拔叉及二次回路电缆、频敏变阻器、交流接触器时间继电器等易零件。整个产品的结构中,没有电器、电子元件,经久耐用,不需备件,一次安装,长期使用,免除维修,拆卸方便,操作简单,提高设备安全运转率,是一种理想的起动装置。“无刷无环启动器”的出现,也是电机发展史上一大进步。(三)工作原理无刷无环启动器的工作原理是利用电动机在起动过程中,当转子转速由0上升到额定转速时,转子电流频率则从50HZ平滑地降至1-3HZ。因此电动机在起动时,既能限制起动电流,也能提高功率因数和增大起动因数和增大起动转矩;电机启动完毕后,本产品交流阻抗近似为零,线圈导线相当与转子短路环,并且是自动接入。因此本品是一种理想的起动装置。(四)适用范围与技术参数凡原来采用电阻启动器、电抗器、频敏变阻器、液体变阻器、软起动器起动的JR、YR三相绕线转子高压,低压交流异步电动机(变速的、装有进相机的除外)均可选用本品来更新换代,其配用电动功率为30KW-600W使用最佳。拖动的设备如球磨机、破碎机、风机、空压机、水泵、输送机、炼胶机、制氧机、轧机等不论正反转,偶尔频繁起动都不受影响。额定频率50HZ;额定电压380V3KV6K10KV;配用电动功率30-600KW。启动参数 1、轻载起动MAT0.6-0.8MC,IST3.2-3.8IE,TST5-7S。 2、重载起动MAT1.8-2.0MC,IST3.8-4IE,TST8-12S。以上参数系指理论计算值,仅供参考。(五)产品安装 1、先拆下电动机上的护罩、铜滑环、碳刷、刷盒、刷杆支架及短路装置(有的电机无短路环装置)等全部零件。(拆卸铜滑环时,一定要注意转子六根出头线的相序A-A,B-B,C-C,如无明显标记时,应将同一相的两个头子捆在一起,50KW以下的电机转子只有三根出头线,可不必作记号,防止后来接线时发生错相)。2、如果二次回路控制系统与其它装置有连锁,应解除连锁部分,然后拆去二次回路交流接触器上的两根接线使其二次不再动作。3、主回路的空气开关和其它过流保护装置的过载电流应根据实际情况必要的调整,原则上不得低于电动机额定电流的4-5倍。4、用500伏兆欧表分别检查电动机和起动器的绝缘电阻值,应不得低于1。5、用游标卡尺分别检查电机的轴径和起动器的孔径、键宽、键高等尺寸是否相同,如有差异告诉生产厂家,以求解决。6、在轴上涂少许润滑脂或机油,然后用铜棒和铁锤敲打起动器到装配位置,并用钢丝挡圈卡住。7、装配时,起动器有接线柱的一端与转子出头线为一个方向,千万读能弄错。8、装配时,切忌乱敲打,严禁碰伤接线柱上的缘圈。(六)起动器与转子出头线的联接 1、起动器6个绕组12个出头线,在内部已作了固定联接,只有6个接线柱,在外起动器与转子出头线相联接之用,其中任意一个接线柱与正对着的接线柱称做A-A,此两个接线柱短接在一起为一相,其他依此类推。 2、电动机转子出头线有两种即大功率电动机转子有6个出头线(A-AB-BC-C),小功率电动机转子出头线只有3根出头线,将转子出头线按相序与起动器接线柱作固定联接。3、转子线与接线柱安装完成后,再用兆欧表检查一下起动器与转子的对地绝缘不得低于1M。(七)试车与维护 1、安装完毕后,要对起动器转动设备、控制柜进行一次全面检查,确无对地、卡死、接触不良及原设备无电气和机器故障时即可试车。 2、起动时,如发生过电流保护装置动作跳闸,可适当将保护值调整到起动不跳闸为宜。 3、换装起动器后,运行电流与原来相比在5的范围内均属正常现象。 4、起动器由于不需切除,并参与转子运行,起动器工作温度基本与转子相等。 5、定期检查接线的螺母是否松动,接触是否良好。 6、如停机过长,起动前必须检查对地绝缘电阻值,至少不得低于1M。(八)订货须知 1、提供铭牌数据,工作电压,转子电压,转子电流。2、拖动的什么设备是否频繁起动3,电机内侧轴径,外侧轴径及长度 (一)产品简介 JR、YR三相绕线转子交流异步电动机(又称滑环电动机)。由于在它的转子上可以外接电阻或电抗,在起动时具有较高的功率因数和较大的起动转矩,同时还能获得较小的起动电流。因此,在金、机械、化工、矿山、建材等都普遍采用这种电动机来拖动设备。但由于在该电动机的转轴上装有滑环、碳刷、刷盒、短路环等零件,它们与控制箱中的时间继电器、交流接触器、频敏变阻器等电器元件组成一个完整的二次回路系统,作为这种电动机的起动或接装置,电动机在运行过程中就容易出现以下故障 1、碳刷与滑环长期摩擦,容易磨损,要经常更换。 2、碳刷与滑环的摩擦容易产生火花,有些场所不能使用。 3、碳刷与滑环的摩擦增大接触电阻,引起滑环温升过高。 4、碳刷与滑环导电粉末被吸入摩擦的电机内部积存,是烧毁电机的一大隐患。 5、时间继电器失控,容易烧毁交流接触器和频敏变阻器。无刷无环启动器为你解决了这一难题。(二)产品优点省去滑环、碳刷、刷盒支架、短路环、拔叉及二次回路电缆、频敏变阻器、交流接触器时间继电器等易零件。整个产品的结构中,没有电器、电子元件,经久耐用,不需备件,一次安装,长期使用,免除维修,拆卸方便,操作简单,提高设备安全运转率,是一种理想的起动装置。“无刷无环启动器”的出现,也是电机发展史上一大进步。(三)工作原理无刷无环启动器的工作原理是利用电动机在起动过程中,当转子转速由0上升到额定转速时,转子电流频率则从50HZ平滑地降至1-3HZ。因此电动机在起动时,既能限制起动电流,也能提高功率因数和增大起动因数和增大起动转矩;电机启动完毕后,本产品交流阻抗近似为零,线圈导线相当与转子短路环,并且是自动接入。因此本品是一种理想的起动装置。(四)适用范围与技术参数凡原来采用电阻启动器、电抗器、频敏变阻器、液体变阻器、软起动器起动的JR、YR三相绕线转子高压,低压交流异步电动机(变速的、装有进相机的除外)均可选用本品来更新换代,其配用电动功率为30KW-600W使用最佳。拖动的设备如球磨机、破碎机、风机、空压机、水泵、输送机、炼胶机、制氧机、轧机等不论正反转,偶尔频繁起动都不受影响。额定频率50HZ;额定电压380V3KV6K10KV;配用电动功率30-600KW。启动参数 1、轻载起动MAT0.6-0.8MC,IST3.2-3.8IE,TST5-7S。 2、重载起动MAT1.8-2.0MC,IST3.8-4IE,TST8-12S。以上参数系指理论计算值,仅供参考。(五)产品安装 1、先拆下电动机上的护罩、铜滑环、碳刷、刷盒、刷杆支架及短路装置(有的电机无短路环装置)等全部零件。(拆卸铜滑环时,一定要注意转子六根出头线的相序A-A,B-B,C-C,如无明显标记时,应将同一相的两个头子捆在一起,50KW以下的电机转子只有三根出头线,可不必作记号,防止后来接线时发生错相)。2、如果二次回路控制系统与其它装置有连锁,应解除连锁部分,然后拆去二次回路交流接触器上的两根接线使其二次不再动作。3、主回路的空气开关和其它过流保护装置的过载电流应根据实际情况必要的调整,原则上不得低于电动机额定电流的4-5倍。4、用500伏兆欧表分别检查电动机和起动器的绝缘电阻值,应不得低于1。5、用游标卡尺分别检查电机的轴径和起动器的孔径、键宽、键高等尺寸是否相同,如有差异告诉生产厂家,以求解决。6、在轴上涂少许润滑脂或机油,然后用铜棒和铁锤敲打起动器到装配位置,并用钢丝挡圈卡住。7、装配时,起动器有接线柱的一端与转子出头线为一个方向,千万读能弄错。8、装配时,切忌乱敲打,严禁碰伤接线柱上的缘圈。(六)起动器与转子出头线的联接 1、起动器6个绕组12个出头线,在内部已作了固定联接,只有6个接线柱,在外起动器与转子出头线相联接之用,其中任意一个接线柱与正对着的接线柱称做A-A,此两个接线柱短接在一起为一相,其他依此类推。 2、电动机转子出头线有两种即大功率电动机转子有6个出头线(A-AB-BC-C),小功率电动机转子出头线只有3根出头线,将转子出头线按相序与起动器接线柱作固定联接。3、转子线与接线柱安装完成后,再用兆欧表检查一下起动器与转子的对地绝缘不得低于1M。(七)试车与维护 1、安装完毕后,要对起动器转动设备、控制柜进行一次全面检查,确无对地、卡死、接触不良及原设备无电气和机器故障时即可试车。 2、起动时,如发生过电流保护装置动作跳闸,可适当将保护值调整到起动不跳闸为宜。 3、换装起动器后,运行电流与原来相比在5的范围内均属正常现象。 4、起动器由于不需切除,并参与转子运行,起动器工作温度基本与转子相等。 5、定期检查接线的螺母是否松动,接触是否良好。 6、如停机过长,起动前必须检查对地绝缘电阻值,至少不得低于1M。(八)订货须知 1、提供铭牌数据,工作电压,转子电压,转子电流。2、拖动的什么设备是否频繁起动3,电机内侧轴径,外侧轴径及长度 无刷变阻器成功应用于磨矿系统中。 成功应用无刷变阻器在磨矿系统大功率电机中的应用。 老厂房95Kw绕线式电机,原采用转子回路串联频繁阻抗器的起动方法,转子线圈内阻大,老式操作手柄部分经常出现各种机械故障,两只6000型滚动轴承易损造成卡死,三个短路环由于机械磨损和固定螺栓松动等等原因,而不能充分短接转子线圈,电机发热严重,甚至短路环上百度而被烧红,大大增加维护量及劳动强度,维修时间比电机工作时间都还长,不能满足生产的实际需要。之后,经分析研究,决定采用无刷变阻器。甩掉原来的频繁阻抗器和滑环碳刷部分,降低起动电流,在2006年10月实施了技术改造。 新系统一段2130型格子球磨机, 报 告 矿技术部 现有选矿车间磨矿工段二段球磨机,所用电机型号为YR400M38、220kw,启动方式为节能柜加有刷启动,属于重负荷、大扭矩启动,电流偏大,经常烧坏电机滑环与碳刷,滑环价格为1790元/个,可多次使用,每次修理费用50元;碳刷的价格为39元/个,一次更换12块,价格为468元/次,尤其是每次更换滑环所需时间较长,大概在2小时以上,致使磨矿工段少磨40吨精粉,就按500元/吨计算也是2万元,去掉成本电费与材料费1392元,也就是说滑环损坏一次,不算人工工资,直接经济损失也是518元,间接损失19126元,为了更好的节能,而且有成功改造及使用经验,磨矿攻关组准备对其进行技术改造,把电机的启动方式改为节能柜配合无刷变阻启动器,使它成为完完全全的灵电流启动,能更好地降低成本、增加效益,特向技术部申请此次改造,望领导批准为盼 现需人工材料费用如下 无刷变阻启动器 220KW 1台 18000元 人 工 6人3天50元/人.天=900元 运 输 一个台班 150元 推广意义好处,区别 选矿车间 2010年5月11日 10