绕线式异步电动机液体电阻启动器的使用
现代大型水泥生产企业中,设备已趋向大型化、自动化方向发展。磨机、大型风机等大型重载设备多采用绕线式异步电动机拖动,电动机的功率从几百千瓦到几千千瓦,要想平滑、稳定、恒转矩启动这些大型设备,需从启动到额定转速运行时,达到启动时间适当,无较大的电流冲击效果,传统上一般都采用金属电阻器或频敏变阻器来启动,目前国内有很多水泥厂都采用液体电阻启动器,我集团公司工业园1号线和2号线的大型设备用绕线式异步电动机拖动,采用的启动器是液体电阻启动(调速)器。因我公司使用的液体电阻启动器较多,现就本单位液体电阻启动器使用方面的经验和有关问题简单探讨,供公司有关维修人员参考。 M-转矩;S-转差率;SC-最大转差率;
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2、转子回路附加电阻的计算方法 目前很多书中和厂家介绍液体变阻器电阻计算方法,常见的有: R■=■ ■ (1式) 式中:R U2e---转子额定电压; I2e---转子额定电流; Km---启动转矩比(1.1-1.3); I1e---定子额定电流; I1---定子运行电流 R■=■×(■-■) (2式) 式中:nk---串入附加电阻后启动电流与额定电流之比; n---不加附加电阻时启动电流与额定电流之比。 以上两个公式在计算R 3)启动时:R (3)式 调速时:R (4)式 通过以上公式计算的方法,配合液体阻值曲线(见图2), 只要考虑转子额定电阻再乘上一个系数,从而得出的R [NextPage]
液体电阻液一般采用工业用的无水碳酸钠(Na2CO3),再加上纯净水或自来水(最好是蒸馏水)配制。先将Na2CO3用热水溶解后,倒入液体变阻器水箱中混合均匀搅拌,一边测量动静极板之间的电阻,要逐相测量,测量阻值的方法采用电流表--电压表测量,使理论计算值和实测量值保持一致,直到计算值。如果使用结晶钠配制,则(3)式 的系数要改为2.7。在电阻液配制过程中,可先按计算电阻值调好,然后在开机过程中再根据启动负荷的大小适当调整。如配制的阻值偏大,电动机在启动时机械特性太软,当启动器极板行走 一段距离时电动机才转动,且启动电流小,在切除电阻器瞬间,有较大的冲击电流造成电动机速断跳闸。如配制的电阻液偏小,则在电极板行走过程中因启动电流太大造成电动机未启动就过流跳闸。一般我们使用时,控制阻值在R 五、液体电阻器电极间距及行程时间的控制 根据多年的使用权用经验,电极之间的距离所测得液体电阻值就电计算的附加电阻,而电极行走的时间就是电动机的启动时间。从现在使用情况来讲电动机功率大的启动时间要长一些,电动机功率小的启吉时间短一些。我们认为在启动附加电阻计算值确定后,重要的是启动器的电极间距及电极的行程时间,这个距离决定了电动机启动是否稳定、平滑、无冲击电流、满足电动机的启动机械特性的要求。电极行程时间总体来讲示宜太短,否则会出南上面所讲的过流、速断问题,但若太长则会使电阻液体发热。从使用经验来讲一般取20-45S为宜,有时特大的电动机也采用60S。 六、液体电阻器使用中应注意的几个问题 1、液体变阻器箱内液面太高,在电极移动过程中会造成液体溢出使相间短路而产生电弧烧坏箱体和电极;太低会造成液体在启动过程中因液体太少使单位散热量不能而沸腾。 2、活动电极的行程控制开关一定要可靠,下限开关不可靠时因液体电阻器不切除而造成液体箱沸腾和传动机构损坏;上限不可靠时会使传动机构卡死顶坏启动器。因此我们在使用过程中,采取上下限位开关备用并联双保险式的控制方式。 3、动静电极板应定期检查、除锈、以防电极导电性能减退影响使用。最好每日一次,发现问题及时处理或更换。 4、三相电极绝缘箱之间及对外壳之间一定要绝缘良好(绝缘电阻一般最好不低于 5、切除液体电变阻用的接触器,最好采用质量较好的,且接触器内的触头要有足够的接触压力 ,否则当三相接头压力不均衡时,会造成电动机运行电流摆动或星点母排线发热,发现不及时甚至烧粘烧坏。 6、电动机启动前要检查启动器极板是不在初使位置上,最好液体变阻器先空启动一次 ,同时也看一看变阻器的各部份是否正常。 7、电动机启动完成后看一看变阻器是否切除,极板是否回到初使位置。 七、液体变阻器常见故障与处理 液体变阻器常见的故障有:上、下限位行程开关受腐蚀或磨损后接触不良引起控制失灵;进线电源相序错位后电动升降机构冲出极限位置运行而损坏起动装置等。 1、行程开头故障 液体变阻器一般采用机械式行程式开关,安装在电液箱上方。由于电解液具有较强的腐蚀性,常出现行程开关外壳锈蚀和导电接点接触不良等故障。可在箱外侧增加一对同类型行程开关,将其触点分别与第一组行程开关移至箱体外安装,除了仍具有上面的保险作用外还减轻了电解液对开关的化学锈蚀作用;在可靠性方面有较高要求时则采用高精度无接点开关代替机械式行程开关,能有效消除因接触不良引起的故障。 2、电源倒相故障 电源倒相在液体变阻器安装调试阶段极易出现,一般应先手动使动极板下降至箱体中间位置后再通电检查电机旋转方向,务必使电极升降与系统控制要求相一致。最好设计电源倒相电路,防止因倒相产生的事故。 3、电气回路故障 液体变阻器电气控制大致可分三部分:1)主回路,包括电动机的定子和转子接线;2)液体变阻器极板升降控制部分;3)二次控制回路。 二次控制回路接线故障较多。启动回路,只有当内、外电路所有条件如温度正常;极板位置正确、行程开关状态正常;主电机短接接触器断电开路,以及其它电路中要求满足的条件全部满足启动要求时,该回路才输出允许启动信号。该电路涉及的电气元件多,有控制极板上下运行的行程开关等;且各类元件和接点分布地域广,既有安装在液体变阻器内的元件,又有安装在高低压电气控制屏内的,还有安装在进相机或电机现场的。相互之间距离较远,采用导线连接时大部分接点以串联的方式相连,任一个接点故障都会影响到正常工作,因而出现故障时查找比较困难。在日常运行中需要经常检查变阻器的液位、温度是否正常,检查各接线连接是否完好,接触是否紧密;各类接触器、继电器接点弹簧压力是否正常,各行程开关位置是否准确等等;有时某个行程开关位置固定失当也会引起接点闭合不全而失常。 主回路电气故障虽不多见,但也时有发生,出现启动结束后转子短接接触器未及时闭合,造成变阻器长期通电,发生电机转速下降,电解液温度升高而沸腾,碳酸钠溶液化作泡沫溢出箱外等事故。但从根本上说,此类故障仍应从查找控制短接接触器的二次控制回路入手。 4、电液箱箱体故障 箱体渗漏故障的特点较隐蔽,查找困难,容易与电机转子入地、转子引出线入地等常见电气故障相混淆。渗漏点往往位于箱体底部隐蔽处,附近既无明显裂缝或孔洞,甚至连渗漏也往往不是连续的。要经常测量箱体和机架(地)之间的绝缘电阻,当此电阻小于 箱体变形故障主要是材质和制造质量问题,箱体外筒壁和隔离板需要用1
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液体变阻器最常见的传动方式是电机通过皮带轮减速后由丝杆拖动传动架在导轨或导槽内运动,导轨与滑块结合面越紧密,则传动架在移动过程中越平稳。其常见故障为滑块松动、滑块卡滞和传动皮带张力不当。因而在日常维修保养中要经常注意传动机械的润滑,及时调整皮带的松紧程度。传动机构的运行速度对电机启动性能也有一定影响,运行速度过快,电机启动时间短,运动过程中的冲击力相应增大,行程开关受冲撞造成开关过度磨损,且容易产生行程过冲。因而导致板传动架的移动线速度不宜超过2 极板以电解铜材料为主,极板通常厚度为6~8㎜,机械强度较差,在长期运行中容易引起变形。严重时曾发现过厚度2~3㎜的极板在使用中出现极板卷曲事故。同时电解铜导电极板受电解液腐蚀,在表面出现一层深绿色氧化物,时间长久后也会对启动带来不良影响。最好能在其外表均匀镀锡,以增加防腐性能,还要定期进行清洗。 安装极板时必须注意水平度和垂直度,确保运行中极板平面保持平行。 6、电阻液故障 电阻液是一种弱酸强碱性盐溶液,呈碱性。水泥厂生产现场的灰尘污物等容易进入电液箱内并在箱体底部沉积,需定期对箱体进行清洗和电阻液箱内浓度发生较大变化时也必须重新配置电阻液。 电阻液常因发热、蒸发和环境条件、温度变化等因素引起水分大量消耗,为了保持箱体内正常液位,需经常向电液箱内增添纯净水进行补充。一旦箱体内液位低于动电极板,此时如不及时采取补液措施,电机启动时相当于转子回路开路,必须会引起很大的冲击电流而导致系统跳闸,其后果十分危险。电液箱内液体总量显著减少,会使变阻器的热容量远小于设计值,电机启动过程中产生的热量会引起电阻液温度上升过快。 7、启动性能不理想 电动机启动电流大:电解液浓度过大即电阻值小,会引起电机启动电流增大,对电网冲击变大。先将箱体内溶液用水泵或其它设备取出部分,使箱内液内液面显著下降后,再加入纯净水稀释溶液浓度,使溶液电阻与计算值相接近。当然电机启动电流的大小与机械负荷的变化也有一定关系。 正常运行较长时间后发生启动电流增大,如果不存在机械等方面原因,一般需要对变阻器内电阻值重新测量,特别是高温环境下或干燥冬季的过量蒸发容易使箱体内水分大量减少,引起溶液浓缩而阻值显著减小。液体变阻器启动时可以将启动电流控制在1.1~1.2倍电机额定电流范围内。 二次冲击电流大:一台配置合理的液体变阻器能够使启动过程中电流变化接近一条直线。二次冲击电流是指电机由启动转入运行过程时出现的一个较大的短暂冲击电流值。一般认为由启动电阻配置不当或电机没有完成启动过程而提前进入运行引起。合理调整启动电阻值,调整动、静电极板间行程以延长启动时间都是常用方法。此外还可考虑改变变阻器移动机构运行速度来增加启动时间。 启动速度慢:电解液浓度过小,电阻值大,易出现启动转矩显著减小而电机无法正常启动,即使能勉强启动,启动结束后的二次冲击电流也相当大。如果出现这类情况,一般首先应考虑电阻液配置方面存在的问题。检测后如果确认需要降低电阻值,可有40~6 |
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