高效电机研究
作者深入研究了铜笼转子与高品质电工钢的组合使用。
研究项目由意大利、大学和研究机构支持。
连同拉奎拉大学,有三个重要的公司参与此项目:
– 意大利蒂森克虏伯钢厂,欧洲生产电工钢用于电机应用方面处于地位。钢厂提供了几个新的在用电工钢样品;
– 意大利纳菲特公司,一个重要的感应电动机制造商。纳菲特提供了定子和转子铁芯以及定子绕组和安装了铜笼转子的原型机; – 法国FAVI(Fonderie et Atelier du Vlmeu)公司,专门从事铜合金压铸。FAVI合作经营制造高温模具和几个铜笼转子。
该项目的目的是为了通过上述创新的技术解决方案,分析几个异步电动机的原型机:以: – 确定的设计程序和设计策略; – 要验证实际效率的提高;
– 确认安排的电机方面的欧洲分类方案(欧共体/ CEMEP)。分析有关工业低压三相异步电动机,4较,50Hz,400V,全封闭风扇冷却,在0.75~22kW功率范围。
接线
①将单个线圈按60°相带分布连成较相组;
②连接同一相的较相组,使之成为各相绕组;
③将三相绕组的始末端用电线引到接线盒,所有连接头都要焊接,并做好绝缘防护。
1.4.2.3检查
浸漆前,应对定子绕组进行检查,内容包括:①绕组是否有接地;②绕组是否有短路;③绕组是否有断路;④绕组是否有接错或下反。
确认无上述问题后,再进行浸漆与烘干。
1.4.3浸漆与烘干
在重绕或局部更换定子绕组后,进行浸漆与烘干的工艺处理可以使绕组与铁芯间、导线与导线间的空隙被绝缘漆充填,使绕组与铁芯形成一个整体。增强了绕组的耐潮性,提高绕组的绝缘强度、散热能力和机械强度。所以定子绕组的浸漆烘干是电机修理的一道十分重要的工序,大致有以下几个程序;
1.4.3.1预烘:
预烘的作用是驱除绕组中的潮气,一般在烘箱内进行,温度控制在120°左右,时间约4h--8h。每隔1h用500V摇表测一次绕组对地绝缘电阻。当绝缘电阻值稳定后,预烘才能结束。
1.4.3.2浸漆:
待定子铁芯温度降到60℃--70℃,即可浸漆,次浸漆时,漆的黏度应低一些,以使绝缘漆尽量渗入绕组内部。*二次浸漆,黏度要高一些,以使绕组的表面能形成一层较厚的漆膜,一般情况下,可采用浇漆的方法,要均匀地重复浇几次。
1.4.3.3烘干:
烘干是为了将漆中的溶剂和水分挥发掉,使绕组表面形成较坚固的漆膜。烘干过程分两个过程。①低温阶段。温度控制在70℃--80℃,约2h--4h;②高温阶段。温度在130℃左右,约8h~16h,以便形成坚固漆膜,此时应每隔1h用500V摇表测一次绕组对地的绝缘电阻,一直到后3h,绝缘电阻值稳定在5MΩ以上,绕组才算烘干完成。
1.4.4定子绕组端部磨损的修理
交流电机的定子绕组在运行中受到方向交变的电磁力作用,因其相邻绕组之间产生的电磁力大小与流过的电流的平方成正比。故而电机在启动、短路、堵转的过程中,电磁力有时会达到正常值的几十倍。因此,端部浇漆固化的绕组端部结构,容易造成绝缘磨损,这是交流电机很普遍的故障,其原因是:
①端部绑扎绳在热固化后的热收缩量不够,因此在浇漆固化后起不到扎紧各相绕组端部作用,使得绕组端部不能按照受力振动的方向将绕组切实绑扎固定牢靠。因而,电机一旦受到交变的切向力和轴向力作用时,受力点就加在绕组与端部绑扎的接触处而引起振动位移。这是加快该处绝缘磨损的主要原因之一;
②下线时绑扎端部造成端部绝缘压线损伤;
③端部的浇漆固化工艺不能保证固化后绑绳的刚性;
④槽内间隙增大,线圈在槽内产生振动,而致线圈在槽口处磨损。
降压启动
电动机启动电流过大是很不利的,主要危害是:
(1)使线路上压降增加,造成末端电压下降。末端电压下降会影响其他用电设备用电,同时影响本身启动。
(2)使线路损耗增加,使电动机绕组铜损增加,造成电动机过热,减少电动机使用寿命。
(3)使电动机绕组端部受的电动力增加,严重时会发生变形;使电动机接线板上接线端子发热增加,因为启动电流大,加上接线端子接触电阻本来相对也大,所以发热就会增加,严重时会烧坏接线端子,烧坏接线板。另外,接线板的接线端子之间电动力也会因启动电流大而增大,严重时会损坏接线端子或使接线端子变形。
为了防止电动机启动电流过大,常利用启动设备将电源电压适当降低后加到电动机定子绕组上启动,以限制电动机的启动电流,待电动机转速升高到接近额定转速时,再使电动机定子绕组上的电压恢复到额定值,这种启动过程称为降压启动。
降压启动既要保证有足够的启动转矩,又要减小启动电流,还要避免启动时间过长。一般将启动电流限制在电动机额定电流的2~2.5倍范围之内。启动时由于降低了电压,使转矩也大大降低了,因此降压启动往往在电动机轻载状态下进行。
线圈重绕时,调整线圈匝数解决空载电流大的问题。
1、空载电流概念
异步电动机空载运行时,定了三相绕组中通过的电流,称为空载电流。绝大部分的空载电流用来产生旋转磁场,称为空载激磁电流,是空载电流的无功分量。还有很小一部分空载电流用于产生电动机空载运行时的各种功率损耗(如摩擦、通风和铁芯损耗等),这一部分是空载电流的有功分量,因占的比例很小,可忽略不计。因此,空载电流可以认为都是无功电流。
从以上观点来看,它越小越好,这样电动机的功率因数提高了,对电网供电是有好处的。如果空载电流大,因定子绕组的导线载面积是一定的,允许通过的电流是一定的,则允许流过导线的有功电流就只能减小,电动机所能带动的负载就要减小,电动机出力降低,带过大的负载时,绕组就容易发热。但是,空载电流也不能过小,否则又要影响到电动机的其他性能。一般小型电动机的空载电流约为额定电流的30%--70%,大中型电动机的空载电流约为额定电流的20%--40%。
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