使用无刷变阻起动器对JR系列电动机进行改造

1、 概述
老屋基选煤厂使用4台JR127-6-185KW绕线式电动机所拖动的4台2YK-110型真空泵是与4台GP120-10型盘式真空泵过滤机配套的设备。由于JR127-6型绕线式电动机转轴装有滑环，壳体装有碳刷、拔叉等零件，这些零件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，作为电动机起动和运行的短接装置。这样，使电气元件的触点增加，操作比较复杂，因而故障较多，维修较难。特别是滑环和电刷这一组动接触点，为避免高速旋转时电刷与滑环之间产生电火花和增大接触电阻，就需要加大电刷对滑环的压力，这样，既增加了转子的负荷，又增大了电刷和滑环的磨损量，无形中增加了维修费用和维修时间。另外，电刷和滑环摩擦产生的导电粉末被吸入电动机线包里也将成为事故的一大隐患。控制回路中的时间继电器失控容易烧坏交流接触器和频敏变阻器，造成停机停产。
四川大学原子核科学技术研究所成都聚能达起动器制造有限公司生产的无刷变阻起动器克服了上述缺点，省去滑环、碳刷及二次回路系统，不需备件，减少维修量，安装拆卸方便，可节约各种材料、配件等费用约10127元（以JR127-6型电机为例，二次回路系统零配件明细见表1），而节约的材料费正好可用于改造费用，而且一次安装，长期受益。
表1 零配件价格表
名称数 量/个 单价/元 总价/元

刷架 6 50 300
接触片 3 45 135
拔叉 1 460 460
滑环 1 2500 2500
碳刷 6 50 300
拔叉轮 4 16 72
时间继电器 1 60 60
交流接触器 1 1800 1800
频繁变阻器 1 4500 4500
合 计 10127


2、 无刷变阻起动器工作原理
绕线式异步电动机起动器关键部件是频敏变阻器，它是无触点磁性元件，在电动机转子回路中，利用铁磁材料的频敏特性来实现电动机的无级起动。在起动过程中，其等值阻值随转子频率的变化而变化，所以起动特性平滑，稳定性能好。在无刷变阻起动器中，频敏变阻器的作用是关键的，它是现有频敏变阻器的演变和微缩，即把原来使用的固定型频敏变阻器及其辅助部件进行简单化改造、变成随转子一起旋转的专用部件，从而省去滑环、碳刷和现场控制柜。传统的频敏变阻器只在电动机起动时接入转子回路，同时将转子回路短接，使电动机进入运转状态。如果操作不当，频敏变阻器就会发热和烧坏，电动机本身也不能正常工作甚至被烧坏。而无刷变阻起动器始终与转子回路连接在一起，参与电动机的起动和运转全过程。在起动过程中，随着转子转速由0升到额定转速ne，转子电流的频率则由50HZ平滑地降到1~2HZ，这时起动器的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，这是一种比较理想的专用起动装置，凡是原来采用BP系列频敏变阻起动的各种电动机均可采用这种起动器来进行改造。

3、 无刷变阻起动器安装
只需拆除原滑环、碳刷及配套的二次回路系统，在原位置安装无刷变阻起动器即可。接线图见图1。
4、 改造效果
1997年11月417#设备进行了改造， 1998年又对其余3台JR127-6型电动机，4台JR127-8型电动机进行了改造，使用至今未出现过一次事故。改变了过去1天一小修，3天一大修，严重影响生产的现象，改造后除每月进行1次检查外，没有其它检查工作。粗略计算表明，改造1台电动机所投入的费用大约是改造前运行1年所需的备件和材料费用之和。另外，还有一些无法计算的费用，如运转司机摆脱日常工作中繁琐的手工操作，减少了维修量，减轻了劳动强度，杜绝了因设备故障和排除故障而影响生产所造成的损失等。总之，综合经济效益相当可观。

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