4 技术的创新性与先进性
本技术主要创新点及先进性是在国内首次采用了:
A.将起动电阻直接安装在电动机的转轴上,利用电机旋转时产生的离心力作为动力,控制起动电阻的大小,达到减少电机起动电流、增加起动转矩,使绕线式异步电动机实现无刷自控运行。
B.选用具有下述特性的电解液为水电阻:A、对金属(铜和钢)具有防锈作用;B、通过大电流后,不发生电解液变质、极板腐蚀、产生气体的化学反应;C、电解液的冰点为-25℃,沸点为120℃,以满足不同环境下安全工作和提高使用寿命的要求。
C.设置安全排气阀,在电机转速达到额定转速后,自动打开排气阀,保证正常运行时,起动器内部的压力与大气压一致;同时,为避免因电机长时间堵转,电解液烧开、起动器内部压力升高,设置了安全阀,保证电机及起动器的安全可靠运行。
5 技术的成熟程度,适用范围和安全性
无刷自控电机软起动器是在“无刷自控绕线式异步电动机”(专利号:012774022)实用新型专利的基础上,同温州市曙光起动设备有限公司共同开发研究成功,并获得了名为“无刷自控电机软起动器”的实用新型专利(专利号:032197888)。无刷自控电机软起动器分别于2002年12月和2004年3月两次通过江西省电机产品检测站性能检测,全部指标均满足《WZR无刷自控电机软起动器》(Q/SG001-2003)企业标准的要求。无刷自控电机软起动器被列入浙江省2004年第一批省级新产品试制计划(浙江发计[2004]140号,项目编号:2004D60SA390030),于2004年12月通过省级新产品鉴定(浙科鉴字[2004]第130号),该鉴定委员会认为,无刷自控电机软起动器在绕线式异步电机起动方面,处于国内领先水平。现该产品已投入批量生产。
无刷自控电机软起动器可广泛应用于冶金、机械、化工、矿山、建材等所有工业领域的球磨机、破碎机、风机、水泵、打浆机等电机传动设备中绕线式异步电动机的起动,它是频敏变阻器起动装置的理想替代品。
无刷自控电机软起动器由于采用了双重安全排气阀,且安全排气阀最高动作压力小于0.2MP,起动器外壳承受压力大于2MP;电解液的成分与汽车用防冻液相当,保证了本装置安全可靠运行。同时,如电机出现堵转现象,电机会自动加热电解液。由于消耗在电解液上的有功功率远大于消耗在电机绕组上的有功功率,电解液会快速烧开,当电解液烧干后,电机转子没有电流通路,电机转子电流会自动降为零,达到保护电机的目的。
6 应用情况及存在问题
无刷自控电机软起动器自2003年3月投放市场,就以简单的结构、优良的起动性能、运行维护工作量少、自动适应不同的负载和电源电压波动、保护电机、使用寿命长和价格仅为同类起动装置的30%左右等特点产品,受到了用户广泛的好评,创造了良好的社会效益和经济效益。产品在两年的时间内,就销遍了中国大陆除西藏外的所有省、市主自治区,年产值达到300万元。下面是一些典型应用实例:
■天津市静海水利局排灌中心站,有数十台水泵电机,原均使用频敏变阻器起动柜起动电机,由于它必须使用碳刷、滑环、起动控制柜等装置,故障率高。该公司为提高排水装置的可靠性,决定全部采用“无刷自控电机软起动器”,使起动电流由电机额定电流的4倍降为额定电流的两倍,满足了该公司对起动装置的要求。
◆湖南柿竹园有色金属有限责任公司,有两台380V,280KW球磨机电动机,原均使用频敏变阻器起动柜起动电机,电机起动时,起动电流达到电机额定电流的4倍以上,单台电机起动时的电压降达到电源额定电压的10%以上。同时,由于该公司离电源中心较远,电源电压较低,经常出现电机起动失败现象,严重时,出现起动装置损坏。采用“无刷自控电机软起动器”后,电机的起动电流降到电机额定电流的2倍左右,电机起动压降降为额定电压的6%,并且从未出现电机起动失败现象,减少了电机运行维护工作量和故障率,受到了现场运行维护人员的喜爱。
◆北京首钢水厂铁矿3000米矿石输送带上,8台6KV、480KW输送带电机,已全部更换成无刷自控电机软起动器。由于效果明显,该公司2004年第十二期《矿山机械》杂志上,发表了《无刷起动器在绕线式异步电动机上应用》的学术论文,受到了读者的广泛欢迎。
◆海螺集团宁国水泥水的球磨电机起动装置,已全部更换成无刷自控电机软起动器。由于可靠性高,运行维护工作量小,不但降低了电机运行维护成本,同时增加了水泥厂的产量,引起了海螺集团公司的高度重视,该公司下文,要求各下属水泥厂对现运行的球磨电机起动装置进行无刷自控运行改造。
无刷自控电机软起动器存在的主要问题是:
●但受起动器散热条件及体积的限制,无刷自控电机软起动器只适合于起动频度每小时不超过六次,连续起动不超过三次,功率范围为30—2000kW的绕线式异步电动机。如产品不能应用于起停(正反转)特频繁的起重机类负载上。
●由于采用了水电阻,电机正常运行时,每两到三年左右需更换一次水电阻,还不能达到使电机起动装置完全免维护运行的目的。
注1:起动比为起动转矩倍数与起动电流倍数之比,简称为起动比。如鼠笼式异步电动机直接起动,起动电流为额定电流的6倍,起动转矩为额定转矩的1.2倍,那么,电机的起动比为0.2。