绕线电机及起动装置的革命[转帖]

鼠笼式电动机直接起动，起动电流达到电机额定电流的5-8倍，起动转矩只有电机额定转矩的0.6-1.2倍，电机的起动比小于0.2。它对电机、供电设备及邻近用电设备造成极大的危害。如采用降压起动减少起动电流，起动转矩与起动电流的平方成正比，电机的起动比成正比地减少,因此, 鼠笼式三相异步电动机+起动装置,只能用在起动转矩小的设备中。
三相绕线式转子交流异步电动机因转子可外接电阻、频敏变阻器和反电势。它不但能限制电机的起动电流，还能增加电机的起动转矩和起动比。因此，三相绕线式转子交流异步电动机在大容量、大转矩的机械设备中得到广泛应用。但绕线电动机因需将转子电流通过电刷、滑环、电缆等引到地面控制柜，电刷与滑环间磨下的碳粉会导致电机绝缘的降低，引发电动机故障。滑环、电刷压力弹簧锈蚀，引起电刷与滑环间打火。因此，对电机保养提出了更高的要求。同时电机起动不能自动适应不同负载；起动装置元器件多、二次回路复杂、故障率高、维护保养技术要求高、拖动系统综合价格高；电刷、滑环、电缆会产生一些附加功率损耗是绕线电机及其起动装置致命的弱点。
无刷自控电机软起动器是结合了无刷无环起动器和液态电阻起动柜的优点且克服它们的不足而设计的。它的控制原理与绕线电机液态电阻起动柜相当，所不同的是，将起动电阻直接安装在电动机的转轴上，利用电机旋转时产生的离心力作为动力，控制起动电阻的大小，达到减少电机起动电流、增加起动转矩，使绕线式异步电动机实现无刷自控运行的装置。无刷自控电机软起动器实现了绕线式异步电动机无刷自控运行，避免了绕线式异步电机因存在滑环、碳刷，造成运行维护工作量大、故障率高的缺点，达到了以下效果：
a) 无刷自控电机软起动器能以起动比为1的方式起动电动机。避免了鼠笼式异步电动机直接起动，起动比小于0.2。安装液态电阻（热变电阻）、磁控电抗器、固态（晶闸管）软起动设备，起动转矩与起动电流的平方成正比，当电流降低50%时，起动转矩降低75%的影响，起动比小于0.1这一缺点。
b) 无刷自控电机软起动器出厂后，用户可以方便地调整电机的起动电流，满足不同负荷对起动电流和起动转矩的要求，避免了传统起动装置起动电流不能无级调整这一缺点。
c) 无刷自控电机软起动器起动过程是电机根据本身的转速自动完成，无需人去干涉。其它起动装置一般靠时间继电器、电流继电器等间接控制；电机起动结束后，还要靠人去将起动装置退出运行（特别是高压电机），如退出时机不对，会威胁电机、机械、供电和起动设备的安全运行。
d) 电机和起动装置合为一体变成了无刷自控电机。对用户来说，它就是一台具有优良起动性能（不用配置起动控制柜及相应电力电缆、控制电缆，不用考虑起动设备安装调试，就能使电机以起动比为1，起动电流可以无级调整）的“鼠笼式异步电动机”。
无刷自控电机软起动器是在翟佑华的“无刷自控绕线式异步电动机”（专利号：012774022）实用新型专利的基础上，同温州市曙光起动设备有限公司共同开发研究成功，并获得了名为“无刷自控电机软起动器”的实用新型专利（专利号：032197888）。无刷自控电机软起动器分别于2002年12月和2004年3月两次通过江西省电机产品检测站性能检测，全部指标均满足《WZR无刷自控电机软起动器》（Q/SG001-2003）企业标准的要求。无刷自控电机软起动器被列入浙江省2004年第一批省级新产品试制计划（浙江发计［2004］140号，项目编号：2004D60SA390030），于2004年12月通过省级新产品鉴定（浙科鉴字［2004］第130号），该鉴定委员会认为，无刷自控电机软起动器在绕线式异步电机起动方面，处于国内领先水平。无刷自控电机软起动器可广泛应用于冶金、机械、化工、矿山、建材等所有工业领域的球磨机、破碎机、风机、水泵、打浆机等电机传动设备中绕线式异步电动机的起动，它是频敏变阻器起动装置的理想替代品。
无刷自控电机软起动器自2003年3月投放市场，就以简单的结构、优良的起动性能、运行维护工作量少、自动适应不同的负载和电源电压波动、保护电机、使用寿命长和价格仅为同类起动装置的30%左右等特点产品，受到了用户广泛的好评。产品在两年的时间内，就销遍了中国大陆除西藏外的所有省、市主自治区，创造了良好的社会效益和经济效益。
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翟佑华：工程师，中国石油化工装备协会仪表电气专家委员会电气专家委员，已有五项国家专利（仅无刷自控电机及其启动装置就有三项专利），已在国家级学术期刊上公开发表11篇学术论文，获局(地市)、处(县)两级各种科技奖励十余次，现主要从事无刷自控电机的推广应用工作。