無刷無環起動器在循環水泵的應用

吳勁潮

摘要：文章介紹了使用WSQ-11系列無刷無環起動器改造6kV高壓循環水泵房的二臺循環水泵，采用無刷無環起動器取代頻敏變阻器。經投入運行，各運行參數都能達到要求，對繞線式轉子電機具有一定實用價值。

關鍵詞：無刷無環；循環水泵；變值阻抗

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）18

我廠循環水泵運行正常與否，直接影響到汽輪機、發電機、鍋爐、化水制水等設備正常運行。如生產中循環水泵出現故障而造成停泵，就會造成汽輪發電機冷凝器真空急劇下降，排汽溫度急劇升高，發電機上網負荷隨即減小。如果不能迅速處理好就會造成停機停爐，直接影響到發電機向電網供電的連續可靠性。其最終結果會影響廠經濟的收益。所以，循環泵正常與否對我廠發電系統正常運轉起決定性作用。

2改造前的控制系統

我廠于1992年新安裝2臺6kV、380kW、型號為JR1410-6繞線式轉子交流異步電動機，主要是為新裝25MW汽輪發電機組配套使用。其起動是采用頻敏變阻器進行自動變阻調節起動。其控制一次、二次、原理圖如圖1所示。其起動控制原理是利用頻敏變阻器作無觸點電磁元件，相當于一個變值阻抗，在電動機起動過程中，由于其阻抗隨轉子轉差率的下降而達到自動變阻，就可以把電動機平穩地起動起來，最終將頻敏變阻短接切除。但是，對于繞線式轉子交流異步電動機，由于它在轉子上需外接外電阻，在電動機的轉軸上裝有滑環、碳刷等器件，它們與控制屏中的時間繼電器，交流接觸器、頻敏變阻器等電器元件組成一個完整的二次回路系統，作為這種電機的起動或短接裝置。對于這種繞線式轉子電機在運行中容易出現以下故障。

第一，碳刷容易磨損，消耗過高，維修量大。

第二，由于壓力不均，致電流分布不均，碳刷與滑環之間磨擦容易產生火花。

第三，碳刷與滑環由于磨擦，損耗增大接觸

電阻。

第四，導電粉末被吸入電機內部，是電機燒毀隱患。

第五，時間繼電器失控容易燒壞交流接觸器和頻敏變阻器，造成停機停爐。

作為當值運行維修電工，負責全廠運行設備、線路、巡視檢查及維修。是設備故障發現和故障現場到位先行者。本人切身感受對循環泵運行中發生故障全過程，從發現循環泵負載電流擺動到現場發現轉子碳刷打火嚴重，緊急起動備用泵過程中，不到15分鐘時間，整個轉子碳刷、彈簧全部燒毀，滑環嚴重燒壞。從故障發現到處理，很短時間內故障范圍就迅速擴大，嚴重影響正常生產和安全運行。從整個設備運行情況結合本人實際工作體會，我廠繞線式轉子高壓電機采用頻敏變阻器起動運行。總結有以下幾點：

第一，碳刷容易磨損，消耗過高，由于碳刷及滑環封閉成一個整體，電機運行中是無法對碳刷滑環維修。

第二，碳刷與滑環之間經常產生火花。產生溫度升高，直接影響到碳刷及彈簧工作可靠性。出現故障連鎖反應。

第三，碳刷彈簧掉落造成接觸良引至部分碳刷負荷電流加重，而引發故障。

由于這種電機采用頻敏變阻器起動運行在我廠使用中在一定程度上保障不到設備運行的連續性，造成對其它設備有一定影響。同時對廠經濟效益有一定損失。為保證廠發電的安全可靠性，提高設備工作效率，保證循環水泵能連續可靠工作，于1998年對兩臺高壓電機的起動運行方式采用型號為WSQ-II無刷、無環、起動器進行技改。

3無刷變阻起動器的特點原理

無刷變阻起動器正好克服繞式轉子滑環頻敏變阻器起動運行缺點，有省去滑環，碳刷及其二次回路的控制系統，不需要備件，減少了維修量，安裝拆卸方便，確保電機正常運行的特點。

“無刷無環起動器”的工作原理，基本上屬頻敏變阻器的演變，它是把原二次回路系統的多觸點元件，采用最佳磁路原理和最新導磁材料，通過工藝革新組成一個無觸點的電磁元件，它相當于一個等效阻抗串入繞線式轉子的回路中，作為起動時可變阻的起動設備。它利用電動機在起動過程中，轉子電流頻率隨轉子轉速升高而降低的關系，即轉子轉速由0變到額定轉速ne，轉子電流的頻率則由50Hz平滑地降到1～2Hz，起動器阻抗隨之由最大變到最小，等效于轉子回路外接頻敏電阻，電阻阻值由最大變到最小，故能自動地隨轉子頻率在變化作平滑調節，是一種理想的起動裝置。

4改造安裝調試

無刷無環起動器，結構比較緊湊，它由軛板、線圈繞組、接線柱、內外鐵芯，軸套等零件組成一個整體，如圖1、圖2所示：

圖 1 電動機轉子出線

圖 2變器啟動器

其安裝方式是在原來安裝滑環的位置上，具有安裝、拆卸方便。與轉子同時旋轉。改造主要分為三階段：

第一，拆下原電動機上碳刷、刷架、滑環等零件，拆卸滑環時注意轉子出線相序，然后按安裝順序把無刷無環起動器裝配好。

第二，由于該起動器已代替子原轉子外接的二次回路系統，所以二次回路系統不起作用，應把頻敏變阻切除延時時間繼電器電源進線切斷，改加運行指示燈一只。

第三，安裝調試，起動前要時起動器，整個傳動設備，控制箱進行全面檢查，有無卡死，接觸是否不良，絕緣不能低于1M。同時需注意是因改造無刷無環起動器后，由于電機的起動轉矩，起動電流值相應變大，故需調整繼保整定值。經改造兩臺高壓繞線式轉子電機，經試車一次成功，達到技術改造要求，經過四年多間斷連續運行，從末發生過是因電機方面出現的大小故障。

5結語

上述繞線式轉子電機改造是本人參加安裝并在實際工作中跟蹤運行，自投入運行四年多來，工作穩定可靠，不需備件，無需維修。保證發電機組正常安全連續運行，提高設備利用效率，大大減輕了工人勞動強度，為廠取得顯著經濟效益提供

保證。

參考文獻

[1]成都時達電子儀器廠起動器說明書[S]．

（責任編輯：周加轉）