王忠明

（大冶有色金属股份有限公司铜山口铜矿机动能源部，湖北 黄石 435122）

一、无刷无环启动器的工作原理

无刷无环启动器是利用频敏变阻器原理研制出来的新型线性变阻启动器，是由原二次回路系统的多触点元件组成一个无触点电磁元件，相当于一个等值阻抗串入绕线转子的回路中，作为启动时可变阻的启动设备。它与传统的频敏变阻启动器最大的区别就是在帮助电动机完成变阻启动任务之后仍参与电动机拖动全过程。无刷无环启动器可以解决金属电阻及电抗器启动特性差，以及常用频敏电阻启动辅助装置复杂的问题，即解决了绕线式电动机启动装置复杂的难题。

无刷无环启动器采用最佳磁路原理和最新导磁材料，它由线圈绕组、内外铁芯、轴套、轭板、接线柱等组成一个无触点电磁元件。安装在原电动机转子上的滑环位置。其独特的结构特点使无刷启动器在启动开始时具有较大的阻抗值，而在运行状态时阻抗值几乎为零。整个启动过程阻抗值呈线性变化，曲线平滑，实现了电动机的启动无级变速，平稳可靠，且启动力矩大，启动电流小。当电动机定子回路刚接通电源的瞬间，感应到转子绕组回路的电压频率为50Hz，作用到启动器线圈上就成为一个较大阻抗的负载带到转子回路里，因此转子回路电流变小，而对应定子回路中的电流值变小。随着转速由慢到快变化，转子回路感应电压的频率也由高到低变化，当转子达到额定转速时，转子回路的感应频率接近零值，启动器的阻抗也接近零值，完成了绕线电动机的启动，此时，启动器仍参与电动机的运行。由于此时启动器的阻抗值接近零值，相当于碳刷滑环的运行状态，故无刷无环启动器不会影响电动机的正常运行，是一种理想的启动装置。同时体现了结构简单、免除维护、过载稳速、运行可靠、经济节能耐用、产品性价比高等性能特点。

二、应用实例

1.无刷无环启动器在鄂式破碎机上的应用

2008年6月，对选矿车间鄂式破碎机电机进行了改造，沈阳电机厂生产的JR136-8180kW电动机，采用二次回路串频敏电阻器启动方式，提刷短路机构和交流接触器配合短接转子回路，操作极为不便。特别是矿石粉尘大，由于粉尘堆积，经常烧坏电机滑环及碳刷，使备件消耗量大，检修费用高，满足不了生产要求。改造后，去掉了绕线式电动机的启动辅助装置、频敏变阻器及二次线路，操作简便，检修方便，运行两年多来，未发生一次故障，改造前后技术及成本对比见表1。

表1 鄂式破碎机电动机（180kW）改造前后技术及费用对比（1年）

由表1可看出改造后电动机的启动电流减小，启动性能改变，功率因数提高，节约了能源，维修保养费用大幅下降，是一种理想的启动元件。

2.无刷无环启动器在球磨机上的应用

2010年4～5月，对选矿二车间1#、2#球磨电机、劳动公司选厂1#、2#球磨电机进行了改造，配用电机分别是JR117-880kW、JR137-8210kW、JR116-695kW、JR126-6155kW绕线式异步电动机，采用频敏变阻器启动。由于球磨机停车时钢球堆积在磨子底部，且磨子底部残留许多积料，启动困难。采用无刷无环启动器后，启动转矩大大提高，启动电流降低，启动时间短，完全满足了电动机的启动要求，减少了大量的检修时间。由于球磨机进料量的变化及生产工艺条件的改变，电动机会因过载使电流升高而停止运行。由于负载电流大，电动机的滑环碳刷发热、刺火，甚至烧毁电动机转子线圈。采用无刷无环启动器后，当电动机由于过载而减速运行时，转子回路的感应频率随转速下降而升高，启动器的阻抗值相应增大，从而既增大了电动机的拖动力矩，还可使电动机的电流减小，避免了球磨机因过流而跳闸。实际运行中，当负载发生变化时，电动机电流发生波动后，电动机的转速能迅速恢复正常，电动机的转速基本保持不变，即无刷无环启动器具有稳速功能。同时，球磨机给矿均匀时，电动机运行电流比采用频敏变阻器时下降5%左右，功率因数由0.8提高到0.87，达到了显著的节能效果。