如何设定停机励磁，延长直流电机使用寿命

摘要：本文通过对直流电机工作特点及发热原因的分析，以实例计算表明了采用设定停机励磁技术后降低电机发热的效果，并阐述了电机发热、绝缘、使用寿命三者之间的关系。
      一、引言
       直流电动机具有运行平稳、容易实现较宽范围的平滑调速等优点，在电气传动中得到了广泛的应用。但是，由于行业差别及生产工艺的特异性，有些设备的暂时停机时间可占到连续工作时间的13%，甚至更长。从技术方面考虑，利用直流电机励磁电路和电枢电路相对独立的特点，采用设定停机励磁技术降低电机发热、延缓绝缘老化，从而延长其使用寿命是一种非常有效的措施。我们在几年前对我厂焊管生产线直流电控系统进行了改造，采用西门子SIMOREGK 6RA24直流调速器使改造后的系统达到了工艺要求，取得了满意的效果。特别是在改造中采用了参数设定停机励磁技术，经过实践证明取得了很好的使用效果。
       二、直流电动机的简单工作原理
       直流电动机和一般的交流电动机一样，都须具备磁极和通电导体这两个基本条件。其差别是：直流电动机的主磁极是由铁心和励磁电路建立起来的，通电导体则是电枢绕组。当励磁电路接通电源后，建立起固定不变的主磁极，通有电流的电枢绕组将在其中受到电磁力的作用，从而对转轴产生确定方向的转矩，使电机按照该方向连续旋转，这就是直流电动机的简单工作原理。
      
       三、 直流电动机的发热原因及其类型
       不论是何种电动机，在其运行中由于内部存在能量转换，将不可避免地产生热量，引起电动机温升。根据直流电动机结构特点及工作原理分析，其内部发热主要来源于以下三种类型的损耗：
       （1）机械损耗 （2）铁损  （3）铜损。
         详细分析见表1。
                                                     表1       直流电机内部发热分析表
类型
发热部位
发热机理
现象
  
机械
损耗
轴承
摩擦
磨损
  
电刷与换向器间摩擦
  
旋转部分与空气摩擦
温升
  
铁损
电枢铁心内
磁滞涡流
温升
  
  
铜
损
电刷内
电阻热

温升
  
电刷和换向器接触处
  
电枢绕组内
  
励磁绕组内
  

       四、设定停机励磁及发热计算
       停机励磁即电机暂停时励磁回路的电流值，这时电气控制系统工作复位状态（若系统停，则不必讨论）。常规的直流电动机控制系统中，暂停是通过控制电路将电枢电路切断，而励磁电路仍然接通工作，其电流值为额定恒磁电流。众所周知，由电能转变为热能时电流以平方倍增加，因此电机温度累积增高。如果将励磁电流在停机时减少，就会使电机发热量大大降低。
       在焊管生产线直流电控系统改造中，我们设定了停机励磁，使磁场电流自动减弱。驱动系统在停车时，按照以下顺序：
      （1） 通过启/停端子37输入“停车”命令。
      （2） 系统达到07.0或更高工作状态。
      （3） 经延时使磁场电流减小到参数设定的停机励磁值，从而达到在电机静止时减小温升的目的。
       由表1可知：电机停转时旋转部分与电枢回路均不产生热量，主要发热部分是励磁回路。笔者参与的焊管生产线直流电控系统改造中进行参数设定时，满足以下要求：
     （1） 停车时自动减小励磁电流，改善电机发热情况。
     （2） 保证系统在误动作时不致产生失磁而引起失磁保护继电器动作。
      我们在实际调试时将停机励磁电流设定为额定励磁电流的30%，其热量计算如下：
      热量计算公式：
                                Q = 0.24 I2 R T
           式中：Q —— 热量（卡）     I —— 电流（安培）
                     R —— 电阻（欧姆）   T —— 时间（秒）
额定励磁电流时，励磁绕组的发热量    Q = 0.24 Ie2 R T
30%额定励磁电流时，励磁绕组的发热量
                               Q’= 0.24（0.3Ie）2 RT
降低发热量的百分率为：
                        Q — Q’
共2页:
上一页
1
2
下一页

{:soso_e183:}