无刷液阻真空电机启动器的原理及应用

无刷液阻真空电机起动器专用于带集电环的三相绕线式异步电动机的启动，可省去电机上原有的集电环、电刷、刷盒、刷架及二次回路控制系统中的电缆、交流接触器、频敏变阻器和时间继电器等元件。长期使用结果表明，该启动器设计新颖合理、可省去摆件、减少维修量、提高设备运行率。

一般情况下， 绕线式异步电动机在启动时须在电动机转子回路中串接电阻或电抗器以增加电动机的启动力矩，降低启动电流。它要借助一个较复杂的辅助启动装置才能完成电动机的启动过程，启动辅助设备主要有接入电阻用的集电环、电刷、分段切除的金属电阻(或者特性曲线较为平滑的频敏电阻),以及启动转换的电气控制回路，这套装置因启动电流冲击大，使得事故率高、维修困难、备件损耗量大、检修费用高。使用无刷液阻真空电机起动器，直接安装在电机转子轴上(原电机集电环位置上)接上转子引出的六根线头即可。

1无刷液阻真空电机起动器的构造、工作原理

(1)无刷液阻真空电机起动器的构造主要由机壳、起动液、动极板、弹簧、接线柱、安全阀、排气阀等构成。

(2)无刷液阻真空电机起动器的工作原理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。它与传统的频敏电阻启动器主要区别于:无刷液阻真空电机起动器在完成电机变阻启动后仍参加电机拖动全过程，而传统的频敏电阻启动器是不参与电动机拖动的,电动机启动后,如不及时切除频敏电阻启动器，会造成变阻器过热，甚至烧毁，电动机不能造成工作，甚至烧毁电动机。

2使用无刷液阻真空电机起动器的优点

(1)无刷液阻真空电机起动器彻底根除使用滑环、碳刷时所造成的各种危害。去掉传统、复杂的起动装置,操作方便。可大大减少维修费用。

(2)节省安装空间和二次回路电缆,减少起动装置的功率消耗，节约了电能。

(3)起动控制由起动器根据电机的转矩自动完成。彻底避免了其它起动装置不能根据负载的大小，自动跟踪，电机起动过程而造成电机或起动器损坏等不良现象。

(4)电机运转过程中,如出现堵转现象。随着电机转速的降低,起动器会自动投入运行,达到增加电机转矩，减少起动电流的目的。

(5) 克服了定子控制式电机软起动器的起动转矩与起动电流的平方成正比这一 缺陷，在降低电机起动电流的同时增加电机起动转矩，并能以最大转矩起动电机，采用无刷运行，去掉了传统、繁琐、多触点元件组成的起动装置，基起动装 置的功率损耗及电机的起动时间比定子控制式电机软起动器减少10倍以上，但起动器的综合价格不及其它软起动器的1/3。

(6)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，控制电阻的大小，达到减少电机起动电流、增加起动转矩，实现无刷自控运行的目的。

3无刷液阻真空电机起动器的应用

3.1安装及接线

(1)先拆下电动机的护罩、 滑环、碳刷、刷盒、刷盒支架及短路环装置(有的电机无短路环装置)等全部零件。

(2)拆卸滑环时，为防止后来接线时发生差错，应将同一相的两根导线捆在一起。

(3)用游标卡尺，分别测量电机的轴径和起动器的孔径、键宽、键高等尺寸是否相同。

(4)在轴上涂少许脂或机油，将起动器键槽对准轴上的键位置，然后用铜棒将起动器轻轻地敲击到装配位置，并用钢丝挡圈卡住，防止起动器轴向串动。

(5)装配时，切忌乱敲乱打，以免造成内部零件损坏或漏液。起动器装配完成后，将转子的出线接在起动器接线柱对应位置(对于有六根出线的电动机，应将同一相的两根导线，接在同-色的两个接线柱上)即可。

3.2运行与维护

(1)无刷自控电机软起动器内的元件除电阻在起动时会发热外,其它均不会发热，本装置按免维护设计,请不要自行将外盖打开，以免损坏起动器内的元件。

(2)当起动器内的液体低于规定液面时，应补充起动液至规定的液面。

(3)安全排气阀是保证电机起动过程中,不向外喷液的重要部件,它在电机转速达到额定转速时，会自动打开，保证起动器内的压力与大气压一致，因此,请不要自行调整。

3.3工程实例

近年来，我们矿井下水泵电机(JR138-4, 300kW, 6000v高压电机)经常出现定子绕组烧断,转子散热片开路。经分析: A、电机使用年限长，绕组绝缘强度下降; B、 电机启动电流过大。同时转子集电环经常出现冒火，碳刷更换频繁等现象，总的来说，电动机转子回路及其控制回路故障频频，影响水泵的正常运行。2011年我矿把井下0咪中段泵站3台高压电机进行改造，由原来频敏电阻启动器改为无刷液阻真空电机起动器。无刷液阻真空电机起动器的起动电阻是液体的，它的电气工作原理如图2所示，主要电气机械性能类似于绕线式异步电动机软起动器，只是串入的电阻在离心力作用下，其阻值与速度的平方成反比，具有恒电流、恒转矩起动电机的功能。经过改造后,电机起动电流从7Le降到1.6Le,水泵的机械特性也得到一定改善，主要是电机起动瞬间的冲击，同时，删除了二次回路，既节约材料和维修成本又为水泵房节约了空间。

无刷液阻真空电机起动器采用无刷无环运行，操作简单，安装拆卸方便，维修费用少。并可根据机械负载的特性，自动改变起动电阻的大小，调节起动转矩和起动电流，使电动机处于最佳起动状态。能在保持电机起动转矩不变的情况下，使起动电流从7Le降到1.6Le,并能以最大转矩起动电机。如我矿井下水泵及选冶厂破碎机、球磨机等电机采用无刷液阻真空电机起动器，在经济和生产有重要意义。