滑差电动机改进论文材料

滑差电动机改进论文材料滑差电动机改进论文材料 滑差电动机改进论文 一 滑差电机电气机械组成滑差电机又称电磁调速异步电动机 其特点是在鼠轮型转子异步电动机轴上装有一个电磁滑差离合器 并同可控硅控控制离合器的输出转速 所以滑差电机是由鼠轮型转子异步电动机 滑差电机系统组成如图1 所示 从图1可以看出 实际上 电气部分包括异步电动机 直流励磁线圈 测速发电机 调速装置等四部分 其中 调速发电机 测速发电机故障率比较高 而电气部分可靠性则不如变频调速装置 从机械结构看 滑差电机不如异步电机可靠性高 滑差电机机械结构如图2所示 滑差电机转动系统是由异步电动机以恒转速转动带动离合器主动部 分 习惯上称电枢 从动部分称磁极 在磁极上有励磁绕组 当励磁绕组有电流通过时在电枢与感应子之间便有磁通相连 在感应子内产生旋转矩拖动负载 由于电极带法盘安装固定在离合器机壳上 电机轴承一端承受较大 负载 轴承易坏 另外 离合器电枢只有一个轴承支撑 处于单挑状态 也易损坏 如果改成变频调速 机械部分则改成异步电动机带减速机 减速机 带负载 这样的转动模式 机械故障大为减少 二 滑差电机的调速性能分析滑差电机的机械特性可以近似地用下 例经验公式n2 n1 KM2 IB式中n1 离合器主动部分转速n2 离合器从动部分转速M 离合器转矩IB 励磁电流K 与离合器类型有关的系数图3是滑差电机离合器机械特性曲线 从图3中可以看出励电流越小 特性曲线愈软 要得到大的调速范围 必须采速度负反馈闭环系统 滑差电机转差功率为 P P p1 p2 2 式中 p1为滑差电机的输入功率 P1 M1n1 9550 3 P2 滑差离合器输出功率 P2 M2n2 9550 4 将 3 4 式代入 2 式中如果M1 M2 M 则n2 n1 9550 P M 5 由 5 式可知 滑差电机输出降低而降低 滑差电机即非恒转矩调速 也非恒功率调速 4 1 如风机一般用恒转矩调速 但低速时必须欠载运行 用恒功率 调速也不适宜 所以用变频调速取代滑差电机的电磁调速是一种趋势 技术性能远 高于电磁调速 滑差电机中滑差离合器效率 2 P2 P1 n2 n1 n1 1 s n1 1 s 6 式中 S 为滑差电机转差率 滑差电机总的效率 1 2 1 1 S 7 式中 1为异步电动机效率 中小型异步电动机的效率 1 0 82左右 所以 7 式可改为 2 0 82 1 S 8 从 8 式可知转差率越低 滑差电机效率越高 超速越低 效率越低 长期工作在S 0 7转差情况下时 滑差电机的效率 2 0 82 24 6 就是说一台15KW的滑差电机 如果输出转速n2 n1 1 S 0 7 计算出n2 1470 1 0 7 441r min 那么 滑差电机的效率 2 24 6 变频调速时 电动 机的效率曲线如图4所示 在变频调速中 电动机效率与转矩成正比 负载率越高 效率越高 由于变频器在调速过程中 恒转矩调速Ux f1 定值 所以 在定子频率f1下降时 定子电压Ux也同时下降 频率下降 铜损会下降 变频调速是一种比较经济的调速方式 用变频调速取代 滑差电机调速不仅技术上可行 而且节能 三 用变频器改造滑差电机电磁调速的方法 1 变频调速传动系统构成系统构成如图5所示 变频器控制电机 电机通过减速机驱动负载 2 变频调速电机型号选择主要选技电动机的功率和转速 电动机的功率可和原滑差电机保持一致 例如 原滑差电机15KW 变频调速电机仍先15KW 变频调速电机极对数选择就是电机的转速先择 有两种选择方法第一种是变频电动机极对数和滑差电机原动机极对 数一致 这种电机的调速范围和原滑差电极大致一样 例如 滑差电机调速范围为110 变频电机调速范围也是110 变频电机不改变调速范围 要注意变频器容量选择和最低工作频率 选择 第二种是增加一档极对数 例如滑差电机原动机为4极电机 变频调速电机为可选6极电机 这种降低转速的选择可以提高变频最低工作频率 例如 4极变频电机频率调节范围为8Hz 40Hz 改为6极电机的变频调节范围为列方程式160 8 2 60 1 3 X1 12Hz 列方程式260 40 2 60 2 3 X2 60Hz6极变频调速电机频率调节范围 为12Hz 60Hz 对于长期工作于30Hz以下的负载增加一档变频电机极对数较好 可 以提高变频器的最低工作频率 这样选变频器容量时 可以只要变频器大于电机功率一档即可 对 于长期工作在40Hz以上的负载 变频调速电机额定转速要求和滑差 电机一致 这样的选择可以避免电机超频运行 3变频器型号选择选择器象限控制变频器 当最低工作频率低于8Hz时 有两种解决方式一种是换减速机 减少 减速比 提高最低工作频率 另一种是增大变频器容量 如果最低工作频率在8Hz以上 变频器容最只要比变频调速电机大一 档即可 如果最低工作频率低于8Hz 变频器容量为可选电机容量的2倍 这样的选择 实践证明 最低工作频率在2Hz 变频器也可以长期正 常工作 例如 电机容量为15KW 变频器选30KW 四 调速范围与传动比计算举例调速范围与传动比计算非常重要 涉及到变频器最低工作频率和最高工作频率 变频器工作频率太低 易烧电机 所以 在选变频器之前先要对传 动比和调速范围进行计算 如何计算呢 举例如下例如某恒转矩负载根据工作需要 要求最高 转速为550r min 最低转速为75r min 满负荷时负载侧转矩为140Nm电动机数据PN 11KW nN 1450r min 传动装置的传动比 2 1 计算负荷率 1 电动机的额定转矩TMN为TMN 9550 11 1450 72 45 NM 2 负载转矩的折算值T L为T L TN 140 2 70 Nm 3 电动机的负荷率 70 72 45 0 97 2 核实允许的频率调节范围 1 现场要求频率调节范围19Hz 52Hz 频率调节范围 n 52 19 2 7现场调节范围为 n 550 75 7 3从计算 可知频率调节范围满足不了生产要求 要选择最佳的传动比 3 选择传动比确定频率调节范围8Hz 52Hz 可满足19HZ 52Hz要求范围 频率调节范围为 o 52 8 6 5 n 可满足工艺要求 电动机轴上的负载转矩应限制在T L TMN70 72 45 70 50 72 Nm 比较理想的传动比为 140 50 72 2 764 校核电动机的转速范围nmax 550 2 76 1518r min nmin 75 2 76 1518r m 2 工作频率范围转差率S 1500 1450 1500 0 033变频器输出频率与转速之间的关系为 F Pn 60 1 s 8 式中 P为电机极对数 P 2n为电机转速 nmax 1518r min n min 75r min 把以上数据代入 8 式得fmax 2 1518 60 1 0 33 52Hz nmin 2 75 60 1 0 033 2 6Hz通过计算可知 如果不换减速机 只有把变频器容量选 大 才能保证变换器工作正常 按电机的容量的2倍选变频器即可 五 滑差电机改变频调速实例某厂2 24M2锰烧结机链带和圆盘给料 机原为滑差电机 在DCS改造中 改为变频调速 圆盘给料电机功率5 5KW 烧结机链电机功率为15KW 电机客定转速为 1450r min 调速范围为0r min 1450r min 圆盘给料机以前有人改过 变频调速 但改造后经常出现过电流跳闸故障 为了不影响生产 后又 拆了变频器 恢复老的滑差电机电磁调速 笔者分析失败原因 主要是 变频器工作频率最低2Hz而变频器容量也是5 5KW 造成过电流跳闸原 因为变频器容量偏小 于是决定按电机额定功率的2倍选变频器容量 5 5KW圆盘给料机选11KW的变频器 15KW的链带电机选30KW变频器 变 频器选LG STARVERT IH系列 圆盘喂料机2台 烧结机链带2台 4台变频器安装于2个GGD电 气柜内 变频柜安装于主控室内 圆盘喂料机变频器型号为SV11IH 2U 烧结机链带变频器型号为SV030 IH 2V 4台变频器电气控制原理图完全相同 电路如图6所示 变频器采用 电位器调速 电位器安装于操作台上 在操作台上还安装了频率表 用 于指示变频器工作频率 安装了变频器故障报警指示灯 变频器输出 端1A 1B接一个小型中间继电器KA1 为个继电器再控制一个20A接触器 接触器控投制变频电机散执风机工作 采用扩大变频器容量