新型電機。一種新型無滑環碳刷電機(以下簡稱新型電機)的誕生,為解決大馬拉小車的問題提供了可能。該型電機由于轉子回路無滑環碳刷而且轉子繞組線圈又是一個完全閉合的回路,因此它的機械特性硬,抗沖擊和過負荷能力強,它的起動轉矩是額定轉矩的1.8倍,起動電流是額定電流的4倍,最大轉矩是額定轉矩的 3.5倍,根據用戶要求可以設計成4倍于額定轉矩,這是完全可以滿足錘式破碎機的技術要求的。選用這種新型電機既解決了設備的起動問題,也解決了在破碎機最壞工況時對電機最大轉矩的要求。
新型電機同傳統繞線電機相比有以下幾個特點:⑴新型電機在結構上是對傳統電機的一次革新,它無滑環碳刷、也不需要起動電阻柜、不需要進相機等無功補償裝置,僅用一個開關柜即可完成電機的起動過程。由于省掉了兩個配套裝置,因此用戶既減少了一次投資,又節省了常年的維修費用。⑵新型電機基本處于常規的維護狀態,不會像傳統繞線電機那樣,每月都要停機維護,因此新型電機可使破碎機增加了生產時間,增加破碎機的產能。⑶新型電機的機械特性硬,最大轉矩是額定轉矩的3.5~4倍,因此在負荷突然增加的情況下,電機的轉速基本不變,抗沖擊能力強,他同傳統電機比較,在相同負荷的情況下,每分鐘轉速快1.4%左右,這不但使破碎機的產量增加,而且由于電機轉差率減小,轉差損耗減少,有利于電機效率的提高,同時也使電機的溫升降低。在錘式破碎機選用電機時,新型電機的這一特點是考慮的重要因素,對于240kw~250kw的破碎機負荷來說,我們選用355kw或400kw的新型電機就能滿足要求。這時電機的負荷率在 70%左右,處于經濟運行狀態,效率可在94%以上,功率因數也在0.85以上。但若用戶考慮極端工況選用630kw的新型電機,也比選用800kw的傳統繞線電機的效率、功率因數都有所提高,電機效率也可提高5個百分點,節約電能250×5%=12.5kw。⑷傳統繞線電機的轉子感應電流有數百安培,雖然電機起動時,轉子的感應電壓又1千伏左右,但電機起動完畢轉入正常運行時,轉子電壓很低,而且處于超低頻狀態(接近直流),此時雖然起動電阻柜中電阻已被交流接觸器短接,但由于滑環碳刷和連接起動柜的電纜還串接在轉子回路中,強大的轉子電流在這些阻性元件上流過就必然產生電能損耗。據估算滑環與碳刷之間的接觸電阻約0.025歐姆,而電纜的電阻值可根據其長度和橫截面積進行計算,R=0.0217×60/120×3=0.033Ώ(電纜長60米,電纜面積120平方毫米)在轉子回路中外串的電阻約0.06Ώ。456安培電流在這個電阻上流動產生的損耗為:P=I2R=456×456×0.06=13KW。而相對新型電機僅此一項就節電13KW。⑸如前所述,新型電機的功率因數大于0.9,因此該電機不需要進相機進行無功補償,而傳統繞線電機則需要進相機,但進相機以消耗有功功率的代價來提供無功功率補償的,對于800kw的傳統電機來說,其進相機至少消耗有功電能8kw左右,這對于無刷新型電機來說則是節電8kw。
若將800kw,6極的傳統繞線電機更換無滑環碳刷的630kw新型電機其綜合節電效果明顯,它由以下幾部分組成:
① 電機效率提高5%,節電為250kw×5%=12.5kw
② 電機由于無滑環碳刷節電13kw
③ 電機不用進相機節電8kw
④ 減少轉差損耗,電機效率也有所提高
總計節電12.5+13+8=33.5kw
節電率:33.5÷250=13.4%
若考慮傳統電機低負荷運行時,轉子感應電流也減少,因此節電率達到10%是沒問題的。
高壓繞線式電動機取消滑環——碳刷系統,是一項具有重大實際意義而過去又沒有很好解決的課題!白儤O起動無滑環繞線轉子感應電動機”項目在此領域內取得了創造性成果,提出了變極起動無滑環繞線轉子的新結構。變極起動無滑環電刷繞線轉子感應電動機,無需串入起動電阻,具有低起動電流和高起動轉矩,同時有著更高的可靠性。該技術取消了轉子滑環碳刷結構,消除了因此帶來的故障隱患,為此類電動機的設計奠定了基礎。樣機運行穩定可靠,具有節能效果。
1、 該技術路線明確,思路新穎,有創新。專家評審組認為:應用該技術研制出了246kw/380v(8極、10極)380kw/6kv、10kv(6極、8極)變極起動無滑環電刷繞線轉子感應電動機,并應用于實際。
2、 該型變極起動無滑環電刷繞線轉子感應電動機具有成本低、可靠性高、維護方便等優點,在建材、冶金、礦山、電力等行業中有廣泛的應用前景。
綜上所述,專家組認為在無刷繞線型感應電動機領域內,該成果填補了國內空白,值得作為經濟型電力傳動節能技術推廣。建議在具有國家資質的實驗檢驗中心進行全面考核以確認該新型電機的性能和節能效果。希望探索在高壓大容量繞線式感應電動機上應用該技術。