球磨機(jī)是水泥廠中功率最大的主機(jī),為了減輕起動(dòng)電流對(duì)電源電壓的影響,多采用繞線型異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。為了發(fā)揮這種電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)根據(jù)使用單位的具體條件和客觀可能選配各種純電阻性變阻器作為它的起動(dòng)器,但從60年代末期以來在我國(guó)開始普遍采用頻敏起動(dòng)器,它的普及并不是它的性能和性價(jià)比比其它起動(dòng)變阻器高出一籌,而是由于當(dāng)時(shí)的特定社會(huì)條件和片面宣傳造成的。近年來,又出現(xiàn)了一種否定頻敏起動(dòng)器,提倡液體變阻器的趨向,大有取代頻敏起動(dòng)器之勢(shì)。鑒于各種起動(dòng)器都分別具有不同的特點(diǎn)和適用范圍,應(yīng)該根據(jù)各自的不同具體條件選用,本文將就此談?wù)劺@線型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備的選型問題。此外再介紹一些磨機(jī)電力傳動(dòng)的一般情況和存在問題。
1 起動(dòng)器的選用
在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中,用得最多的電動(dòng)機(jī)是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)樗哂泻?jiǎn)單、可靠、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn);并且在大多數(shù)情況下只需外裝一個(gè)電源開關(guān)就能隨意開停。采用比它復(fù)雜、價(jià)昂的繞線型異步電動(dòng)機(jī),是因?yàn)樗芡ㄟ^選擇外接電阻人為地設(shè)定和改變其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和電流,從而能在大幅度地降低起動(dòng)電流的同時(shí),得到使設(shè)備加速所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。簡(jiǎn)言之,繞線型電動(dòng)機(jī)比鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小。降低起動(dòng)電流的目的是為了減輕大電流沖擊對(duì)電源電壓的影響。所以在選擇其起動(dòng)設(shè)備時(shí),必須以能更好地實(shí)現(xiàn)上述目的為準(zhǔn)繩,按各種起動(dòng)器的特點(diǎn),根據(jù)具體條件和目的選用。
1.1 頻敏起動(dòng)器
頻敏起動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是:可使起動(dòng)過程自動(dòng)化、沒有可動(dòng)部件、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單以及制造時(shí)對(duì)加工條件的要求低,可以手工生產(chǎn),容易普及等。缺點(diǎn)是:因?yàn)樗举|(zhì)上是一個(gè)品質(zhì)因數(shù)極低的電抗器,有電感成分,起動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)低,所以采用頻敏起動(dòng)器的繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性介于鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)子接上純電阻起動(dòng)器的繞線型異步電動(dòng)機(jī)之間;起動(dòng)電流較大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。且因它的結(jié)構(gòu)是把絕緣層容許溫度有限的繞組套在故意使渦流損失特大以致溫升較高的鐵心上,所以不容許在短時(shí)間內(nèi)多次起動(dòng)。對(duì)于電源容量較大的大、中型水泥廠磨機(jī)的繞線型異步電動(dòng)機(jī)采用頻敏起動(dòng)器起動(dòng)是比較合適的。例如:較早采用頻敏起動(dòng)器起動(dòng)1000kW磨機(jī)電動(dòng)機(jī)的耀縣水泥廠,該廠系由靠近廠區(qū)的進(jìn)線電壓為110kV,單臺(tái)變壓器容量為10000kVA的區(qū)域變電站以6 kV直接供電,因而不但可以用頻敏起動(dòng)器,甚至直接起動(dòng)1000kW鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)也毫無問題。在70年代,天津市一個(gè)生產(chǎn)頻敏起動(dòng)器的廠曾對(duì)用頻敏起動(dòng)器起動(dòng)磨機(jī)電動(dòng)機(jī)作過試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)要使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩的1.2倍,起動(dòng)電流不大于額定電流的2.5倍而又只用一級(jí)時(shí),因?yàn)樽詈竽軌蜻_(dá)到的轉(zhuǎn)速偏低,而且負(fù)載越重,轉(zhuǎn)速越是低得多,所以短接時(shí)的定子電流高達(dá)額定電流的4倍,往往因此導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電源的斷路器跳閘,造成起動(dòng)失敗。所以,起動(dòng)級(jí)數(shù)不宜少于兩級(jí)。由此可知,對(duì)于供電條件較好、較大的起動(dòng)電流也不會(huì)使母線電壓下降超過15%的廠,采用合理組配的頻敏起動(dòng)器可以發(fā)揮其操作及維修簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)。如果不管具體供電條件如何都選用頻敏起動(dòng)器,且無第二級(jí),當(dāng)然就難免“經(jīng)常發(fā)生起動(dòng)不成功現(xiàn)象”。如果“起動(dòng)不成功現(xiàn)象”是因?yàn)樵谄饎?dòng)過程中開關(guān)跳閘造成的,還應(yīng)該檢查一下是否是最后短接時(shí)沖擊電流太大或者是否是電動(dòng)機(jī)和配電站的繼電保護(hù)裝置按既能滿足系統(tǒng)短路保護(hù)的要求、又能保證不會(huì)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的正常起動(dòng)電流而動(dòng)作的原則整定的,不能籠統(tǒng)地都?xì)w疚于頻敏起動(dòng)器。
1.2 油浸起動(dòng)變阻器
油浸起動(dòng)變阻器的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)高,因而在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相同時(shí),起動(dòng)電流比頻敏起動(dòng)器小得多。油浸起動(dòng)變阻器把轉(zhuǎn)換器與電阻器集中裝在一個(gè)油箱里,級(jí)數(shù)多,因而切換時(shí)的電流沖擊小;機(jī)構(gòu)緊湊,外形比風(fēng)冷式起動(dòng)變阻器小。缺點(diǎn)是現(xiàn)有產(chǎn)品皆為手動(dòng)操作;檢查和維修時(shí)必須借助滑輪等設(shè)備把內(nèi)芯從油箱中抽出來。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率在500kW以下不需要自動(dòng)操作,著眼于簡(jiǎn)單可靠,并希望起動(dòng)電流小的小型水泥廠,采用油浸起動(dòng)變阻器,并按起動(dòng)電流為額定電流的1～1.2倍選配電阻值,則是較佳的方案之一。我國(guó)仿蘇產(chǎn)品只能用于500kW以下的電動(dòng)機(jī),可能和前蘇聯(lián)提倡采用同步電動(dòng)機(jī),380kW以上的磨機(jī)一律采用磨機(jī)專用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩低速同步電動(dòng)機(jī)有關(guān)。油浸起動(dòng)變阻器是歐洲的傳統(tǒng)產(chǎn)品,例如峨嵋水泥廠的設(shè)備是由丹麥成套供應(yīng)的,該廠的繞線型異步電動(dòng)機(jī)一律采用油浸起動(dòng)變阻器起動(dòng),其中最大的用于功率為兩千多千瓦的同步異步電動(dòng)機(jī)。但是對(duì)于這樣一個(gè)大型水泥廠,把一些本來應(yīng)該選用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)備改用繞線型異步電動(dòng)機(jī),又是手動(dòng)操作油浸起動(dòng)變阻器,因而降低了操作的自動(dòng)化水平,可見這種設(shè)計(jì)是明顯的不合理。此外,在配套供應(yīng)的電動(dòng)機(jī)中,滑動(dòng)軸承的采用比例比當(dāng)時(shí)的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)高,而且大部分電動(dòng)機(jī)的銘牌都被換成沒有電機(jī)廠名稱和出廠日期的、只有配套公司名稱的銘牌。這就不能不令人懷疑是否把三、四十年代的積壓物資都清給了我們?
1.3 接觸器屏式起動(dòng)器
用鑄鐵電阻柵和接觸器組成的起動(dòng)器雖然外形較大、電路比較復(fù)雜,但是可以滿足各種自動(dòng)化要求。對(duì)于500kW以上的電動(dòng)機(jī),在沒有其他適用的起動(dòng)設(shè)備可選時(shí),采用這種起動(dòng)器是能夠發(fā)揮大型繞線型電動(dòng)機(jī)特長(zhǎng)的唯一方案。它的優(yōu)點(diǎn)是可以用產(chǎn)量最大的通用接觸器根據(jù)需要設(shè)計(jì)組裝,在控制電器品種比較少的條件下也能滿足不同企業(yè)的各種要求。而且現(xiàn)代國(guó)產(chǎn)接觸器的外形比老產(chǎn)品已經(jīng)縮小很多,有的接觸器還可附加機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu);硅整流器的發(fā)展使采用直流控制電源消除交流接觸器的振動(dòng)噪聲和節(jié)電成為輕而易舉的措施;甚至可以挪用油浸起動(dòng)變阻器的特點(diǎn),采用外形更小的單極直流接觸器,每次只短接一相以便用相同的空間增加起動(dòng)級(jí)數(shù),從而組配出性價(jià)比較高的繞線型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器。
1.4 電動(dòng)凸輪控制器式起動(dòng)器
國(guó)外用于大型繞線型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)設(shè)備常采用帶大電流觸頭的電動(dòng)凸輪控制器,級(jí)數(shù)可達(dá)十多級(jí)、每級(jí)只輪流短接一相,并且?guī)в兄荒茉谌坑|頭都開路的條件下才能接通定子電源的聯(lián)鎖觸點(diǎn);機(jī)構(gòu)緊湊、外形小;既無接觸器電磁鐵的噪音、起動(dòng)后也不耗電;不必另配短接用的交流接觸器;控制電路也比接觸器屏簡(jiǎn)單的多。雖然也有通過大電流的觸頭,但因它和電阻并聯(lián),幾乎沒有燒蝕現(xiàn)象,可以隨時(shí)打開外蓋檢查,維修比較方便,雖有因切換產(chǎn)生的電流起伏,但是日常的維護(hù)工作量較小。因?yàn)轫氁馀潆娮钖?所以占地面積稍大。但是多占幾平方米的地方對(duì)一個(gè)裝有幾臺(tái)磨機(jī)的廠房有多大影響呢?只是目前國(guó)內(nèi)尚無這種產(chǎn)品。當(dāng)采用進(jìn)口設(shè)備時(shí),這也是可供選擇的方案之一。有人在介紹液體起動(dòng)變阻器的優(yōu)點(diǎn)之一是起動(dòng)平滑,沒有機(jī)械和電的沖擊時(shí),過分強(qiáng)調(diào)了其它型式起動(dòng)器有級(jí)起動(dòng)對(duì)被傳動(dòng)設(shè)備的損傷作用。其過分之處在于:磨機(jī)停機(jī)時(shí)反復(fù)擺動(dòng),并經(jīng)減速機(jī)構(gòu)增速后造成的碰撞,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的損傷作用遠(yuǎn)大于起動(dòng)沖擊的影響,與此相比,有級(jí)起動(dòng)產(chǎn)生的沖擊對(duì)設(shè)備的壽命影響甚微。
1.5 液體起動(dòng)變阻器
液體起動(dòng)變阻器不是新技術(shù),但在我國(guó)卻是新產(chǎn)品。日本于40年代初在我國(guó)東北建設(shè)的水泥廠中已經(jīng)普遍采用,習(xí)慣上稱為“水電阻”。一般是在充滿液體的圓桶形容器內(nèi)有三組可以改變距離的動(dòng)、靜電極,用小形伺服電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變動(dòng)、靜電極間的距離,使電阻值從大到小地變化。作為大型繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器,因?yàn)殡娮璧淖兓菬o級(jí)的,所以起動(dòng)平滑;最后用接觸器短接,使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。短接時(shí)有一次不大的電流沖擊。整個(gè)起動(dòng)過程都可在合上電動(dòng)機(jī)的電源開關(guān)后自動(dòng)完成。在伺服電動(dòng)機(jī)出故障時(shí),也可手動(dòng)操作。它的優(yōu)點(diǎn)是電阻值是無級(jí)變化的，沒有切換時(shí)的電流沖擊;簡(jiǎn)單易制，消耗的金屬材料少；只要改變電阻液的濃度就能很方便地改換電阻值。但是這項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)恰好也是它的缺點(diǎn),因而須要經(jīng)常注意檢查電阻液的蒸發(fā)、結(jié)冰、沉淀、濃度變化造成的電阻值變化以及經(jīng)年累月的電極腐蝕等問題。
除了起動(dòng)用的水電阻之外,還有用于調(diào)速的水電阻。它利用水電阻的電阻值可以無級(jí)變化的特點(diǎn),配以根據(jù)被控電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)、按給定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的自動(dòng)穩(wěn)速環(huán)節(jié),克服了繞線型電動(dòng)機(jī)用轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載輕重變化較大的缺點(diǎn),既可調(diào)速又具備較硬的機(jī)械特性。用以傳動(dòng)回轉(zhuǎn)窯和大功率的窯尾排風(fēng)機(jī),具有簡(jiǎn)單可靠、投資少、易維修的特點(diǎn)。雖然它的效率與轉(zhuǎn)速成正比,是個(gè)缺點(diǎn),但在生產(chǎn)正常時(shí),回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期在較高轉(zhuǎn)速運(yùn)行,且其實(shí)需功率多在磨機(jī)的1/10以下,因而這個(gè)缺點(diǎn)不突出。排風(fēng)機(jī)的實(shí)需功率與轉(zhuǎn)速的三次方成比例,用此法調(diào)速和調(diào)閥門相比,節(jié)能效果比較明顯,而且具有穩(wěn)定風(fēng)量從而穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度的作用。雖然在運(yùn)行效率方面不如某些電子式的調(diào)速系統(tǒng),但因熟料燒成系統(tǒng)最怕突然性的被迫停窯;所以主要矛盾是可靠性而不是效率。維持燒成系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行是取得高效益的基本條件,注重局部設(shè)備的可靠性,正是為了滿足這個(gè)基本條件。從70年代日本水泥協(xié)會(huì)的刊物上看到,具有先進(jìn)電子技術(shù)的日本的某些水泥廠仍在使用此種調(diào)速設(shè)備。我國(guó)以前無此類產(chǎn)品的原因主要是在建國(guó)后強(qiáng)調(diào)仿蘇,而前蘇聯(lián)的工業(yè)產(chǎn)品基本是歐洲型的。在70年代,上海電機(jī)廠為給本廠生產(chǎn)的球磨機(jī)用800kW同步異步電動(dòng)機(jī)配套(亦稱感應(yīng)同步電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電壓較高),在各電器廠都不愿供應(yīng)的情況下,曾參考日本產(chǎn)品試制了起動(dòng)用的水電阻。80年代從日本成套引進(jìn)的水泥廠的電器設(shè)備中也有水電阻,被不了解情況的人視為新事物。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易自制,所以有的水泥廠除了自制自用之外,還對(duì)外出售。
2 繞線型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器電阻值的正確選擇前提是要掌握磨機(jī)加速過程的阻轉(zhuǎn)矩特性
在為繞線型電動(dòng)機(jī)選擇起動(dòng)器時(shí)首先必須處理好兩個(gè)互相矛盾的關(guān)系:既要盡量減小起動(dòng)電流,又要使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足磨機(jī)順利起動(dòng)的要求;矛盾的主要方面是要掌握磨機(jī)轉(zhuǎn)速從零加速到運(yùn)行轉(zhuǎn)速時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律和數(shù)據(jù)。筆者曾起動(dòng)過用各種起動(dòng)方法起動(dòng)的異步和同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的磨機(jī)近千次,收獲有兩點(diǎn),其一是:看準(zhǔn)斷電瞬間磨筒體上人孔蓋的位置與筒體經(jīng)過擺動(dòng)停止后人孔蓋位置的角度關(guān)系明確拉閘斷電的提前量,操作熟練后可以做到只起動(dòng)一次、就能使人孔停留在所要求的位置。對(duì)于沒有輔助傳動(dòng)裝置(也稱“慢傳動(dòng)裝置”)的磨機(jī),這是避免為了使人孔停留在指定位置而不得不多次起動(dòng)導(dǎo)致起動(dòng)器過熱的竅門。其二是:根據(jù)用特制的、電阻值可調(diào)范圍大且容許長(zhǎng)時(shí)間通過大電流的水電阻起動(dòng)磨機(jī)時(shí),其起動(dòng)電流等于或稍小于額定電流,并且起伏很小的現(xiàn)象;又從加速過程、筒體加速度的變化中感覺到磨機(jī)在起動(dòng)初期的阻轉(zhuǎn)矩不大。因?yàn)榧词谷藶榈丶哟笃饎?dòng)電阻值,使起動(dòng)電流降低到實(shí)際運(yùn)行電流的0.8,電動(dòng)機(jī)也能順利地開始轉(zhuǎn)動(dòng)。但伴隨筒體旋轉(zhuǎn)角度的增大,加速度有所下降,如果轉(zhuǎn)矩不夠,就會(huì)中途停滯,進(jìn)入堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。這是因?yàn)樽柁D(zhuǎn)矩隨著磨內(nèi)研磨體提升高度的增加而增大。超過某個(gè)角度之后,筒體的加速度又突然增大,磨機(jī)迅速進(jìn)入運(yùn)行轉(zhuǎn)速。這是因?yàn)檠心ンw開始拋落,使阻轉(zhuǎn)矩突然下降造成的。由此可以定性地認(rèn)識(shí)到:過去冶金部和一機(jī)部協(xié)商制定的:“磨機(jī)屬于重載起動(dòng)設(shè)備,磨機(jī)專用同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不得小于額定轉(zhuǎn)矩的1.7倍”的提法只能認(rèn)為是針對(duì)冶金礦山棒磨機(jī)的,不一定符合水泥廠球磨機(jī)的實(shí)際情況。后來又用特制的儀器測(cè)出了“磨機(jī)加速過程中的阻轉(zhuǎn)矩變化曲線”取得了定量的數(shù)據(jù)(參見本刊1990年6期17頁《也談磨機(jī)慢傳動(dòng)裝置的用途》)。由此得到的一個(gè)重要的經(jīng)驗(yàn)是:在了解生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí),不要把自己局限在所從事的專業(yè)范圍內(nèi)。只有在各種專業(yè)互相滲透的氣氛中,才能得到更符合實(shí)際的認(rèn)識(shí)。
3 在磨機(jī)電動(dòng)機(jī)選型方面存在的問題
在工業(yè)企業(yè)中,選擇電動(dòng)機(jī)的原則是:除了需要變速等特殊要求的電動(dòng)機(jī)以外,在電源容量容許的前提下,應(yīng)該力爭(zhēng)采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī);對(duì)磨機(jī)等用的大型電動(dòng)機(jī),應(yīng)該盡可能地選用同步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)在40年代及以前建設(shè)的水泥廠磨機(jī)采用低速同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的比較多。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電網(wǎng)容量比較小,所以這些同步電動(dòng)機(jī)都是采用空載降壓起動(dòng),待牽入同步運(yùn)行狀態(tài)之后再通過電磁離合器或空氣離合器起動(dòng)磨機(jī)。還有一種“超同步電動(dòng)機(jī)”,它的定子也能旋轉(zhuǎn)。起動(dòng)時(shí)先使定子同步旋轉(zhuǎn),然后用剎車慢慢地把定子剎停,在定、轉(zhuǎn)子之間保持同步轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子帶動(dòng)磨機(jī)加速到正常運(yùn)行狀態(tài)。凡是參與過這類電動(dòng)機(jī)維護(hù)工作的人,都對(duì)這種電動(dòng)機(jī)故障率之低,印象深刻。其故障都出在減壓起動(dòng)設(shè)備和電磁離合器方面。建國(guó)后新建水泥廠的磨機(jī)則較多地采用了繞線型異步電動(dòng)機(jī),這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)電機(jī)和電器設(shè)備供應(yīng)緊張,國(guó)內(nèi)還沒有生產(chǎn)成套水泥設(shè)備的能力,水泥廠的建設(shè)也不包括在前蘇聯(lián)援建范圍之內(nèi),所以只好從前東德等東歐國(guó)家進(jìn)口。根據(jù)當(dāng)時(shí)的報(bào)價(jià),進(jìn)口一臺(tái)帶電磁離合器的低速同步電動(dòng)機(jī)比繞線型異步電動(dòng)機(jī)加上減速機(jī)還貴得多,國(guó)內(nèi)的電機(jī)廠都不肯接受大型電磁離合器的訂貨。在前一機(jī)部統(tǒng)一制定的價(jià)格表上,硅鋼片用量少、制造省工的同步電動(dòng)機(jī)也比同功率、同轉(zhuǎn)速的繞線型異步電動(dòng)機(jī)價(jià)格高,為了節(jié)省外匯,只好采用繞線型異步電動(dòng)機(jī)加減速機(jī)的方案。但在試生產(chǎn)過程才發(fā)現(xiàn)這些進(jìn)口的減速機(jī)質(zhì)量低劣,給有關(guān)工廠生產(chǎn)留下了后患。所以其后從前東德進(jìn)口的磨機(jī)有些就改為用低速同步電動(dòng)機(jī)加電磁離合器的傳動(dòng)方式。但在同一時(shí)期由前蘇聯(lián)援建的冶金企業(yè)的磨機(jī)則一律用“磨機(jī)專用同步電動(dòng)機(jī)”傳動(dòng),這種電動(dòng)機(jī)不需附加電磁離合器之類的附屬設(shè)備,可以全電壓直接起動(dòng);運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)可以達(dá)到超前0.9,額定轉(zhuǎn)速多在100～167r/min之間,定、轉(zhuǎn)子之間的空氣隙比異步電動(dòng)機(jī)大得多,很少產(chǎn)生“掃膛”故障,配合邊緣傳動(dòng)的磨機(jī)使傳動(dòng)系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠性很高。熱電廠的球磨機(jī)一律用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng),因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和控制設(shè)備都很簡(jiǎn)單,所以故障很少。雖然這兩種電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流皆為額定電流的6.5～7倍,但是這些企業(yè)都具備電源容量大的優(yōu)勢(shì),一兩千千瓦電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流沖擊對(duì)全廠電源電壓的影響很小。冶金廠磨機(jī)同步電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備中還有當(dāng)電源電壓的下降超過10%～15%時(shí)自動(dòng)短時(shí)加強(qiáng)勵(lì)磁的電路,目的是既能保持同步電動(dòng)機(jī)不會(huì)因而失步,且能借助同步電動(dòng)機(jī)向電源短時(shí)反饋電能的作用減輕電壓下降的趨勢(shì)。也就是使正在運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)短時(shí)輸出超前無功電流的方法減輕其它同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)滯后無功電流沖擊對(duì)電源電壓的影響。有些大型水泥廠本來也具備這種優(yōu)勢(shì),但因有些磨機(jī)設(shè)計(jì)人員認(rèn)為:采用進(jìn)口或引進(jìn)技術(shù)制造的大功率、高質(zhì)量減速機(jī)的中心傳動(dòng)方案比邊緣傳動(dòng)方案的效率高、壽命長(zhǎng);邊緣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)敞露在多灰塵的環(huán)境中,振動(dòng)大、壽命短;而且用低速同步電動(dòng)機(jī)的邊緣傳動(dòng)比有減速機(jī)的邊緣傳動(dòng)的減速比大,當(dāng)需要比現(xiàn)有磨機(jī)規(guī)格更大的磨機(jī)時(shí),則其小齒輪和大齒圈在設(shè)計(jì)和制造方面有難點(diǎn)。在中心傳動(dòng)的磨機(jī)上采用高速的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)的方案,雖然在熱電廠等企業(yè)已是“司空見慣”,但在水泥廠除了煤磨以外卻是“史無前例”,想要打破傳統(tǒng)的習(xí)慣勢(shì)力是很不容易的。此外,從設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)供應(yīng)的角度看,進(jìn)行一項(xiàng)磨機(jī)定型設(shè)計(jì)和選擇配套電動(dòng)機(jī)時(shí),總是要考慮使它具有對(duì)環(huán)境條件盡可能廣泛的適應(yīng)性,丹麥?zhǔn)访芩构镜哪C(jī)大多配套供應(yīng)同步異步電動(dòng)機(jī)的主要原因就在于此。因?yàn)檫@種電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與繞線型異步電動(dòng)機(jī)相同,運(yùn)行特性與同步電動(dòng)機(jī)相同,具有起動(dòng)電流小和功率因數(shù)高的雙重優(yōu)點(diǎn),符合該公司的產(chǎn)品須要面向全世界的特點(diǎn)。采用的數(shù)量多了還會(huì)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)生產(chǎn)成本的下降而部分地抵消價(jià)格偏高的缺陷。在國(guó)內(nèi)也有個(gè)別廠采用同步異步電動(dòng)機(jī)。上海和蘭州兩個(gè)電機(jī)廠也都生產(chǎn)過這種電動(dòng)機(jī)。但因價(jià)格較高,未被普遍采用。如果考慮到采用這種電動(dòng)機(jī)可以省掉在廠區(qū)配電站裝設(shè)改善功率因數(shù)的電容器柜及其開關(guān)控制設(shè)備以及建筑物投資等因素,這種方案還是可取的。所以從工廠電力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看,則應(yīng)根據(jù)不同電網(wǎng)容量和供電條件,具體情況具體對(duì)待。盡可能采用運(yùn)行特性好的同步電動(dòng)機(jī)。不得已時(shí)才采用繞線型異步電動(dòng)機(jī)。冶金部門常用的磨機(jī)專用同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流之所以高達(dá)額定電流的7倍,是因?yàn)橐笃淦饎?dòng)轉(zhuǎn)矩不得小于額定轉(zhuǎn)矩的1.7倍造成的,按電機(jī)廠設(shè)計(jì)人員的說法:“如果按照水泥廠磨機(jī)的實(shí)際情況,只要求其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不小于額定轉(zhuǎn)矩,則把起動(dòng)電流降到5倍左右是可能的”。目前普遍采用的,給繞線型異步電動(dòng)機(jī)加裝進(jìn)相機(jī)的方法對(duì)于已經(jīng)建成的廠作為一項(xiàng)提高功率因數(shù)的補(bǔ)救措施尚可,但對(duì)于新建的大中型廠就不合理了。因?yàn)樯a(chǎn)同步電動(dòng)機(jī)的原材料成本和加工的成本都比繞線型異步電動(dòng)機(jī)低,雖然還要配置可控硅勵(lì)磁裝置,總成本還是比繞線型異步電動(dòng)機(jī)加上進(jìn)相機(jī)低。但是同步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)和運(yùn)行可靠性高的優(yōu)點(diǎn)卻是前者無法比擬的。由此可知,從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度上看,磨機(jī)電動(dòng)機(jī)的選型還是一個(gè)值得繼續(xù)深入探討的問題。打破行業(yè)界限,加強(qiáng)技術(shù)交流,將有利于取得進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
4 結(jié)束語
本文的目的是為了說明繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)設(shè)備除了頻敏起動(dòng)器和油浸起動(dòng)變阻器之外還應(yīng)該有其它品種,磨機(jī)也不是只能用繞線型異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。在磨機(jī)電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備的選型中存在著很多矛盾和客觀條件的制約。只有在充分了解有關(guān)機(jī)、電設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn),掌握包括價(jià)格在內(nèi)的供應(yīng)情況等的基礎(chǔ)上,經(jīng)過客觀的、實(shí)事求是的、反復(fù)深入比較作出的決擇,才能少犯和不犯錯(cuò)誤。在水泥工業(yè)電力傳動(dòng)的領(lǐng)域中的類似問題還有很多,有待有心人去探討。但是,在家用電器產(chǎn)品琳瑯滿目的今天,繞線型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備的品種卻少的可憐。當(dāng)頻敏起動(dòng)器流行的時(shí)候,油浸起動(dòng)變阻器的名字就在《控制電器產(chǎn)品手冊(cè)》中消失了;看來,液體起動(dòng)變阻器的復(fù)興,將會(huì)使頻敏起動(dòng)器的地位岌岌可危。地位最穩(wěn)固的是接觸器屏式起動(dòng)器,因?yàn)樗筛鶕?jù)各種訂貨要求隨時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)電器組裝而不必?fù)?dān)心積壓,它還比較適用于頻繁開停和反向的設(shè)備,用途比較廣泛。產(chǎn)品品種少,選擇的余地就小,這是一種不正常現(xiàn)象。和這種現(xiàn)象有聯(lián)系的是大多數(shù)介紹新產(chǎn)品、新技術(shù)的文章都是只談優(yōu)點(diǎn),不談或很少談及缺點(diǎn)。如果這些文章都是來自設(shè)備制造廠家,好象還情有可原,然而不少這類文章卻出自用戶,這就令人感到不可思議了。最后,歡迎具有不同意見的文章使本文中的缺陷和錯(cuò)誤得到充實(shí)和修正。
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