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1、 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
2、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/IB4 （1）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
3、速范围，必须采速度负反馈闭环系统。滑差电机转差功率为PP=p1p2-（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，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
4、机转差率。滑差电机总的效率=12=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
5、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
6、。例如，滑差电机调速范围为1：10，变频电机调速范围也是1：10。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8Hz40Hz。改为6极电机的变频调节范围为：列方程式1：60*8/2=60*1/3，X1=12Hz列方程式2：60*40/2=60*2/3，X2=60Hz6极变频调速电机频率调节范围为：12Hz60Hz。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
7、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
8、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75 r/min。满负荷时负载侧转矩为140Nm电动机数据PN=11KW，nN=1450 r/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TL为：TL=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
9、：（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、 选择传动比待添加的隐藏文字内容2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=6.5n,可满足工艺要求,电动机轴上的负载转矩应限制在TLTMN70%=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/minnmin=75*2.76=1518r/m(2)工
10、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，nmin=75r/min，把以上数据代入（8）式得：fmax=2*1518/60（1-0.33）=52Hznmin=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.
11、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/min1450r/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
12、喂料机变频器型号为SV 11IH-2U;烧结机链带变频器型号为SV 030-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改造滑差电机电磁调速，不需要更换减速机。只要用变频电机取代滑差电机即可。这样改造后效果非常好。工作频率可以在2Hz-50Hz范围内。调速范围高于滑差电机。由于变频电机防护等级为IP54。而滑差电机防护等级远低于变频电机。烧结矿粉很容易进入滑差电机内部。所以滑差电机故障多。改造很成功。即满足了生产工艺要求，又节电，使用6年，变频器及变频电机工作都很稳定。
