矿用绕线式电动机转子

现代化的煤矿生产是机械化生产，用于拖动各种生产机械的电动机种类繁多，尽管用于拖动煤矿生产机械的电动机种类繁多，由它们所组成的电力拖动方式也不相同。但是，它们都具有共性的问题，即电力拖动系统运动方程，机械特性，转速调节，过渡过程和双电动机拖动等，这些共性的问题是电力拖动的基础。
　　正确的选择和切除起动电阻，可以保证电动机起动平滑，减小起动电流的冲击。目前，我国使用的磁力控制站，一般为四级、五级、八级、十级四种。通常四级起动电阻由一级作为预备级，三级主加速级；五级由一级作为预备级，四级主加速级；八级和十级起动电阻有两级预备级，其余作为主加速级。一般大型提升机用三相平衡电阻，小型绞车（滚筒直径D=1.2～1.6米）多采用三相不平衡电阻。
　　转子起动电阻的计算方法很多，有解析法、图解法、经验公式法等。解析法、图解法各种资料和专业书籍中均有深入的介绍，我只在经验公式法上作重点阐述。因为通常制造厂是按这种方法确定电阻的，方法简单安装，运转时稍加调整即可满足正常运转的要求。这种方法在预选时非常简便。
　　经过多次计算，查阅多种资料，并对煤矿两种电气资料，30多份四级磁力站电阻布线图一一进行了研究，得出磁力站电阻计算经验公式如下：
　　四级磁力站电阻计算公式：
　　表一
　　级别    电阻值    平均启动电流    JC﹪时电流
　　1    0.57RH    0.4I2    I11′＝0.451I2
　　2    0.33RH    2.0I2    I12′＝0.602I2
　　3    0.20RH    2.0I2    I13′＝0.75I2
　　4    0.08RH    2.0I2    I14′＝1.00I2
　　E2
　　RH=E2—转子电压I2—转子电流
　　√3•I2
　　
　　
　　五级磁力站电阻计算公式：
　　表二
　　级别    电阻值    平均启动电流    通电持续率JC﹪
　　1    1.75RH    0.4I2    JC1﹪=40－100
　　2    0.3RH    1.3I2    JC2﹪=0.95JC﹪
　　3    0.2RH    1.9I2    JC3﹪=0.75JC﹪
　　4    0.1RH    2I2    JC4﹪=0.85JC﹪
　　5    0.04RH    2I2    JC5﹪=0.95JC﹪
　　
　　
　　
　　八级磁力站电阻计算公式
　　表三
　　级别    电阻值    平均启动电流    通电持续率JC﹪
　　1    1.4RH    0.4I2    JC1﹪=40－100
　　2    0.5RH
　　0.9I2    JC2﹪=0.95JC﹪
　　3    0.3RH    1.7I2    JC3﹪=0.45JC﹪
　　4    0.2RH    1.7I2    JC4﹪=0.75JC﹪
　　5    0.12RH    1.7I2    JC5﹪=0.85JC﹪
　　6    0.12RH    1.7I2    JC6﹪=0.85JC﹪
　　7    0.12RH    1.7I2    JC7﹪=0.95JC﹪
　　8    0.12RH    1.7I2    JC8﹪=0.95JC﹪
　　t
　　JC﹪=×100t—起动加速时间（s）∑T—一个提升循环时间（s）
　　∑T
　　
　　同时，更深地了解了以前学习过的煤炭工业出版社出版的《电力拖动与控制》的应用，结合我矿95kw110kw，四级、五级磁力站，完全领会，由此也更深地理解了ZX—1型电阻箱容许电流值的表格应用与查阅。
　　经过计算对比，实物验对，我认为主绞现在110KW四级磁力站，佳木斯电机转子接线有误，不符合经验公式的法则。但在这正二十年的使用中，没见有什么异常，似乎跟转子串电阻的通电持续率短有关，四段电阻在5—15秒内已全部甩掉，只工作那么几秒钟，似乎被人发现它的隐患所在。博采众家之所长后发现，现在的电阻接线方式恰恰吻合了
　　邯郸电机转子内阻公式。
　　——邯郸电机110kw数据如下：
　　型号：JR126—8接法：Y接转速：725r/min
　　定子电压：380V转子电压：201V
　　定子电流：210A转子电流：355A
　　由以上得出四级磁力站经验公式计算如下；
　　
　　E2201
　　RH=＝＝0.327Ω
　　√3•I2√3•355
　　
　　所以：R1＝0.57RH＝0.57×0.327＝0.186Ω
　　R2＝0.33RH＝0.33×0.327＝0.108Ω
　　R3＝0.20RH＝0.20×0.327＝0.0654Ω
　　R4＝0.08RH＝0.08×0.327＝0.026Ω
　　由以上计算，结合表一的经验公式知：
　　平均起动电流：0.4I2＝0.4×355＝142A
　　2.0I2＝2.0×355＝710A
　　通电持续率为：
　　I11′＝0.45I2＝0.451×355＝160A
　　I12′＝0.602I2＝0.602×355＝214A
　　I13′＝0.75I2＝0.75×355＝266A
　　I14′＝1.00＝1.00×355＝355A
　　充许电流为：
　　I11＝0.606I2＝0.606×355＝215A
　　I12＝0.856I2＝0.856×355＝304A
　　I13＝1.02I2＝1.02×355＝362A
　　I14＝1.21I2＝1.21×355＝430A
　　列表四如下:
　　表四
　　级别    电阻值    平均起动电流A    Jc﹪时电流A    充许电流A
　　1    0.86    142    160    215
　　2    0.108    710    214    304
　　3    0.0654    710    266    362
　　4    0.026    710    355    43
　　Jc﹪—电阻通电持续率
　　
　　电阻箱的选择
　　目前，我国提升机主要配有铸铁电阻，铁铬铝合金电阻（Zx9）和金属水冷电阻三钟类型。其中铸铁电阻价格便宜，转多选用，型号为ZX—1，我常用规格列于表五，缺点是体积大笨重。
　　ZX—1电阻箱安装在地面及无瓦斯和煤尘爆炸危险的井下，可按发热温度（t°）不超过300℃来选择，当安装在有瓦斯和煤尘爆炸危险的井下时，其发热温度（t°）应按200℃来选择。
　　选择电阻时，根据计算所得的各段电阻值，通电持续率Jc﹪和起动电流来确定电阻箱的号数，片数和连接方式，将连接结果按表四的方式填入。另外，还应注意下列几点:
　　1、选择的电阻值应与计算值尽量接近，一般误差不超过5—10﹪.
　　2、电阻箱的箱号应尽量少，以便减少备件的种类和数量，一般不超过3—4种。
　　3、配量电阻箱时，尽可能采用串联方式，反在电流超过容许值时，才采用并联方式。
　　4、应充分利用一箱的多余片数，不可能时，才用导线短接或甩掉。
　　5、为了便于接线，选择电阻片数时，一般取偶数，以便同一侧出线。
　　6、放置电阻箱时，应考虑使连接导线为最短，连接导线采用裸线。
　　表五
　　电阻箱序号    5    7    10
　　全部电阻箱电阻（Ω）    0.1    0.14    0.2
　　每箱元件数量（片）    20    20    20
　　单位元件电阻（Ω）    0.005    0.007    0.01
　　单位元件重量（kg）    1.54    1.33    1.15
　　发热时间常数（S）    850    820    635
　　负荷持续时间（s）    800
　　800    725A
　　690A    605A
　　577A
　　Jc6.0﹪
　　长期Jc100﹪    216A    181A    152A
　　
　　作表四、表五数据，经现场实际查看，结合理论计算现有的电阻接线吻合邯郸电机数据，如更换此电机转子电阻接线可不变换，先试机，再进行现场调试，绘图如下页。
　　
　　
　　图一210
　　
　　6片4片4片6片5＃
　　
　　Q11
　　6片4片4片6片5＃
　　
　　
　　Q216片4片4片6片10＃
　　
　　
　　10＃
　　6片4片4片6片
　　
　　
　　Q316片4片4片6片7＃
　　
　　
　　6片4片4片6片7＃
　　
　　
　　
　　6片4片4片6片5＃
　　Q41
　　
　　另一种表示图为：
　　Q10
　　10﹟
　　18片0.18522片0。18Ω3﹪
　　Q11
　　0.05Ω10＃
　　10片10片0.106Ω
　　Q21
　　
　　4片16片7＃
　　0.14Ω0056Ω
　　
　　6片16片7＃
　　允许电流
　　1级152A
　　2级304～362A20片5＃
　　3级362～432A
　　4级432A0.05ΩQ31
　　20片5＃
　　
　　0.025Ω
　　10片10片
　　Q41
　　
　　图二
　　此图比较合理，更贴近理论计算，且增大了Q21、Q31的电流，会缓解原Q31老爱烧阻片的现象，也符合配署电阻，从大号至小号排的序号顺序。
　　根据多方学习，询问结果，配合自己的见解，重复计算煤焦厂现佳木斯110KW电机转子电阻如下，在今后的工作中可以论证。
　　二、佳木斯110KW电机数据：
　　型号：JR126—8接法：8Y
　　转速：724Y/min
　　定子电压：380V转子电压：301V
　　定子电流：211A转子电流：359A
　　由以上数据，按公式计算转子内阻为：
　　
　　U2301
　　RH＝＝＝0.484Ω
　　√3I2√3•359
　　
　　
　　∴R1＝0.57RH＝0.57×0.484＝0.276Ω
　　R2＝0.337RH＝0.33×0.484＝0.16Ω
　　R3＝0.2RH＝0.20×0.484＝0.968Ω
　　R4＝0.08RH＝0.08×0.484＝0.0387Ω
　　平均起动电流为：
　　0.4I2＝0.4×359＝143.6A
　　2.0I2＝2.0×359＝718A
　　通电持续率为：
　　I11′＝0.451I2＝161.9A
　　I12′＝0.602I2＝0.602×359＝216A
　　I13′＝0.75I2＝0.75×359＝269A
　　I14′＝1.00I2＝1.00×359＝359A
　　允许电流为：
　　I11＝0.423I2＝0.423×359＝152A
　　I12＝0.602I2＝0.602×359＝216A
　　I13＝0.602I2＝0.602×359＝216A
　　I14＝1.01I2＝1.01×359＝362A
　　
　　由以上数据，绘表六如下：
　　
　　表六
　　
　　级别    电阻值（Ω）    平均启动电流A    5c100﹪时电流A    允许电流A
　　1    0.276    143.6    161.9    152
　　2    0.16    718    216    216
　　3    0.0968    718    269    216
　　4    0.0387    718    359    362
　　
　　
　　根据上表计算结果，结合我矿主绞车房实际电阻配值只有5﹟、7﹟、10﹟三种，在不购买电阻的情况下，利用现有设备，重新绘制电阻接线图图三，但电流可能偏小，只有在现场工作中据具体情况调试，考虑到负荷持续时间，电阻通电持续率仅在5～15秒范围内波动，依据前面表五考虑，也符合要求，但我实际工作经验不足，只能说根据现场情况，不行再配上副绞车的备用电阻，如可以，就依它布线：
　　Q10
　　
　　20片10＃
　　Q11152A
　　
　　8片12片10＃
　　
　　
　　20片5＃216A
　　Q21
　　
　　12片8片5＃
　　
　　20片5＃216A
　　Q31
　　
　　12片8片7＃362A
　　Q41
　　12片8片7＃
　　
　　
　　图三
　　
　　考虑电流的影响，上图为7组电阻，我从新设计了另二个图型即10组、13组两个图如图4，图上所示，电流、阻值均能满足，但设备增多，房间可能不够宽敞，电阻尺寸为长×宽×高即620×330×235mm只能每桐分为2组摆放，或者是每桐做一个2层或3层的架子，分行摆放，架子完美以后，也好看。
　　布图如下，均为单桐
　　图四
　　Q10
　　Q1120片10＃
　　
　　12片8片10＃152A
　　
　　Q2120片8片10＃
　　20片10＃
　　20片10＃
　　
　　8片4片8片7＃
　　362A
　　Q3120片7＃
　　
　　20片7＃
　　5＃
　　432A
　　Q4116片4片5＃
　　图五
　　Q10
　　20片10＃
　　0.2Ω152A
　　8片10＃
　　Q11
　　4片12片4片7＃
　　
　　20片7＃
　　
　　0.16Ω20片7＃362A
　　
　　Q2120片7＃
　　
　　20片7＃
　　
　　20片5＃
　　
　　20片5＃
　　0.1Ω
　　20片5＃432A
　　
　　Q3120片5＃
　　
　　16片4片5＃
　　432A
　　0.04Ω16片4片5＃
　　Q41