滑環式感應電動機的起動與控制-雷神電氣

摘要:使用滑環式電動機較常用的起動方法是電阻法或電解液法,可采用“限流”方法或“定時控制”方法啟動。...

使用滑環式電動機,其唯一目的是限制起動電流或限制速度控制,出于成本原因,較常用的起動方法是電阻法或電解液法。靜態驅動器會產生諧波并使電源電壓失真,需要更大尺寸的電纜。為抑制諧波而提供濾波電路,特別是在裝置很小的情況下,也很麻煩,而且成本也很低。但是,如果過程要求精確的速度控制,則建議使用靜態控制器,稱為“滑轉恢復系統”,除了進行極其精確的速度控制外,還可以節省滑轉損失。下面我們描述一個確定轉子電阻起動器的電阻值的過程、步驟以及開關和控制方案。電解液起動器幾乎是電動機這樣的標準產品,制造商可以根據起動次數和速度控制要求,調整電解液的數量、電極的尺寸和深度等。
滑環電機的重要特點這些電機通過插入合適的電阻,然后逐漸將其移除,從而通過轉子電路進行切換??紤]到它們通過轉子電路的變化特性,它們可以提供以下特性:
1外部電阻等于電機繞組的總阻抗,并限制起動電流。它還提高了起動功率因數。
2由于感應電動機的性能可以通過改變轉子參數來改變,滑環電動機可以通過其轉子電路來適應任何特定的轉矩和轉速要求。
3滑環電機的速度可以通過外部電阻來改變。因此,通過適當地改變外部電阻,可以在整個轉速范圍內將扭矩保持在小于或等于拔出扭矩的任何值。然而,在較低的轉速下,由于輸出與轉速成比例,電機的效率會很差。
4起動電流的限制和加速大旋轉質量的高起動轉矩的要求有時限制鼠籠式電動機的使用。對于這種應用,滑環電機提供了更好的選擇。
5在啟動過程中,與定子相比,轉子更容易因過熱而損壞。但在滑環馬達中,大部分熱量是由外部電阻分享的,與電阻值成比例。因此,與鼠籠式電動機相比,滑環電動機的開關頻率更高。它還可以承受較長的啟動時間,同時加速重載?,F在,外部電阻必須適合這種負載/負載要求。
滑環電機的啟動可采用“限流”方法或“定時控制”方法啟動。在限流方法中,每一步的接觸器閉合由限流繼電器控制,當電機電流從第一峰值下降到第二預設的較低值時,限流繼電器允許每一步的加速接觸器閉合。繼電器通過感測每一步之間的電機數據來確定關閉時間,并且僅當電流降到電流繼電器的預定值時關閉。關閉順序是自動的,可以根據不同的負載進行調整。根據負載的不同,啟動時間可能更短或更長。缺點是,如果由于任何原因,例如由于摩擦或瞬時障礙物引起的負載過大,電機需要較長的時間才能啟動,則第二個接觸器將不會關閉,直到電機已啟動到一定速度,從而可能造成錯誤的失速狀態,并允許更高的啟動電流持續存在。在“定時”啟動中,另一個接觸器將在預設定時后關閉,切斷一段外部電阻,從而增加扭矩,使電機有機會啟動。因此,只有這種方法通常用于現代滑環電機的起動和控制。下面我們只描述這種類型的控件。
轉子電阻的選擇啟動期間,轉子電路中引入的外部電阻的選擇將取決于轉矩要求或定子電流的限制,而不會影響MIN求。由于它們關聯一個限制將決定另一個限制的大小。利用電機制造商提供的圓圖或轉矩和電流曲線,可以確定與特定轉矩相對應的定子電流值,反之亦然??梢哉业睫D矩在其工作區域發生的滑移。對于該定子電流,可以確定相應的轉子電流,并計算轉子電路電阻以獲得該電流。對于轉子繞組和電阻單元的各種配置,所需的轉子電路電阻可計算如下。應注意的是,當電阻配置與轉子不相同時,必須首先將其轉換為轉子的等效配置,以便于計算。
注1:外部電阻通常以星形連接。但對于需要高電阻電網的大型電動機,它們也可以采用三角形連接,以降低其額定電流,從而降低成本。對于電阻網格,絕緣通常不是一個限制因素。
2轉子電壓是指滑環之間的靜止二次感應。而轉子電流是指滑環短路時的滿載轉子電流。然而,鑄鐵網格不可取,因為它們的電阻隨溫度而變化,這可能會改變為其設計電阻的電動機的預定性能,特別是當電阻用于影響速度變化時。鑄鐵格柵也很脆,在運輸、安裝或維護過程中可能會斷裂。在正常使用期間,它們也可能無法吸收沖擊和振動。通常首選不銹鋼沖孔網格,通常為鋁和鉻合金鋁-鉻合金鋼沖壓網格電阻。一方面,它們是牢不可破的,另一方面具有很高的比電阻。高比電阻有助于節省制作特定電阻值網格所需的材料。更重要的是,這種合金還具有非常低的電阻溫度系數,這只會導致其電阻值隨溫度變化的微小變化。因此,即使在頻繁的啟動和停止之后,它們也可以確保為其設計電阻網格的電機的近似一致的預定義性能。它們還能夠在嚴格的使用條件下吸收沖擊和振動,因此適用于重型傳動裝置。
啟動次數由MAX和MIN扭矩值所要求的限值決定。Tmax和Tmin的下限越高,所需的步驟數就越多,反之亦然??蛇x擇推薦的步驟數,即通用(輕型)加速接觸器的數量。但是,對于特定的負載要求和準確的MIN和MAX扭矩要求,可根據實際要求計算步數。有時,為了實現電阻裝置的經濟設計,可在不影響扭矩基本要求的情況下減少步數,值稍高或稍低的限制除外。而且,當我們接近額定速度時,步距越近,無窮大的趨勢就越大。
在這種情況下,必須放寬扭矩限制,以實現更快的目標。此外,到目前為止,該電機將幾乎運行到其全速,不會造成電流或扭矩踢的問題。然而,有時,當電機具有比連接負載所需的大得多的拉出轉矩時,快速移除外部電阻可能導致轉矩突然跳躍,并可能對負載施加沖擊,這可能是不可取的。為了克服這種情況并節省電阻設計,即使在電動機滿負荷運行時,有時也會在轉子電路中留下一個小電阻永久連接。這種做法顯然會增加轉子電阻,增加滿載運行滑差。然而,較高的滑動損耗將由轉子本身的電阻和外部電阻共同承擔,后者現在永久連接在轉子電路中。外部電阻必須連續額定。但是,應確保輕微增加的滑動不會影響從動機的性能或導致轉子繞組過熱。
電阻裝置的占空比和額定占空比當僅用于起動時,電阻裝置在電路中的時間很短,因此額定時間很短。但是,當它們用于速度控制、制動或堵塞操作時,除了啟動負載外,它們還可以額定為連續負載。因此,根據其工作需求,即每小時的操作次數(c/h),對電阻單元進行分類。
以下信息對于確定電阻裝置的工作等級至關重要:
1電機的工作循環。
2確定每個周期的啟動電流和峰值電流:找到電阻等級。電阻單位由類別號、電流和電阻指定。
解決輸送帶的扭矩不應太高,以節省輸送帶的尺寸和成本。我們還必須檢查具有這種起動轉矩曲線的電動機的起動時間是否安全,以使電動機恢復到額定轉速。
計算每一步之間的時間,以使接觸器式自動起動裝置的整個起動順序自動。必須知道電動機在每一步之間從一個滑轉加速到另一個滑轉所需的時間。要求選擇并設置定時器繼電器,使其自動逐個消除每一個電阻階躍,并提供平滑的加速。
滑環電機的速度控制滑環電機的速度可以改變高達額定速度的25%。進一步的降低可能會大大降低冷卻效果,并在很大程度上降低產量,這是不值得的。此外,它現在將運行在一個不穩定的區域,因此可能會失速,在減速過程中,在扭矩幾乎保持不變的情況下,電機將從電源線獲得相同的功率,而輸出將與速度減去冷卻效果成比例。
這些值僅是指示性的,并且可能因制造商而異,這取決于它們的設計和冷卻效率以及電機的正常轉速。電機額定轉速越高,與低速電機相比,低速電機的冷卻速度越低,并且需要更高的降額。
轉子電流也與轉矩成相同比例變化。范圍。由于更高的降額,選定的更大尺寸電機的扭矩將變得非常高,通常不可取。
速度控制電阻在這種情況下,調節電阻網格通常是連續工作的,而啟動電阻網格是短時工作的。啟動要求,如電解液質量和電極深度、電極的有效面積和法蘭的位置等,由驅動器的要求決定。其余細節與定子電阻起動器相同。此外,通過添加單獨的電解液堆,這些水阻啟動柜比之前討論的傳統接觸器和定時器操作的金屬變阻器起動器經濟性高。
 本文編輯:雷神電氣

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