水电阻的开发与利用(万洲电气 墨跃生)水泥装备技术6.29.doc

水电阻的开发与利用 墨跃生 万洲电气股份有限公司 摘要:液体电阻（简称：水电阻）具有过载能力强、可以无级调节等优点，被广泛应用于电动机的起动和调速。而由于它制作简单、不容易受到功率的限制，在大型电机（功率在200KW~20000KW)的起动控制方面更显出它的优势。 关键词：水电阻是电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。其阻值正比于二块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制。 液体电阻又称“液体变阻器”（称“水电阻”）取代频敏电阻和金属电阻使串入电机转子回路中电阻值平滑减小，从而实现绕线式大中型电动机的重载平滑起动。它克服了频敏电阻起动器冲击电流大、难起动和操作不便等问题。适用于大型设备的电动机重载起动，是频敏电阻起动器和金属电阻起动器的替代产品。 根据电机学理论我们知道：对于绕线式异步电动机来说，当电网电压及频率不变时，在转子回路中串入电阻后，可以改善电动机的起动转矩，它们的机械特性如下图所示。 我们可以从上图看出，在绕线式电动机转子回路串入适当的电阻，一方面可以减小起动电流，另一方面又可以增加起动转矩，由此可见我们若能让串入转子回路中电阻随电动机转速增加而相应减小，那么我们就能在起动过程中始终使电动机获得较大起动转矩及最小起动电流。 液体电阻起动器就是利用这一原理，在被控绕线电动机的转子回路中串入特殊配制的液体电阻，并通过调整电解液的浓度及改变两极板间的距离使液体电阻阻值在起动过程中始终满足电机机械特性对串入电阻值的要求，从而使电动机获得最大起动转矩及最小起动电流，进而平稳起动。 具体工作过程是：主电机起动时，动极板在一个小功率传动机构系统的带动下缓慢移动，改变两极板之间的距离，使串入主电机转子回路的液体电阻阻值变化满足上述条件，主电机转速升高。当两极板之间距离最小时，电机转速达到额定转速，将液体电阻短接，完成起动过程，转入运行状态。 从上述过程可以看出，在其他条件不变的情况下，由于串入转子回路中的液体电阻的阻值近似满足了电机机械特性的要求，所以起动转矩基本保持最大，电流基本保持在较小水平，其起动时起动特性曲线如下图。 所以说使用液体电阻起动器可以使电动机在起动过程中，加速均匀，电流冲击小，起动过程平稳，电网压降小。 性能特点 液体电阻起动器，兼有其它几种起动方式的优点，又克服了其缺点，使90KW以上大中型绕线式异步电动机真正实现了重载软起动，与传统的起动方式相比其优良性能主要表现在以下几个方面： 1) 软起动，起动电流小：同频敏起动器相比其起动电流更小，一般起动电流≤1．3倍额定电流，降低了电机起动温升，有效地延长电机使用寿命； 2) 起动过程平滑，克服频敏起动器的二次冲击现象，对机械设备无冲击； 3) 可连续起动5-10次，克服了频敏起动器无法连续起动的缺点； 4)可在低电压下起动：380V电机在340V时，6KV电机在5.5kV时，lOKV电机在9KV时，均可顺利起动，解决了频敏起动器等传统方式低压无法起动的问题； 5)结构可靠、简单，安装、维护方便： 6)通用性好，可适用任何负载状况下绕线式电机软起动； 7)可以设计起动超时、失压、超行程、液阻超温等多重保护功能。 广泛用于水泥、化工、钢铁、冶金、矿业、能源等行业中各种负载状况下绕线式异步电机的平滑软起动如： 球磨机风机破碎机立磨机 压缩机轧钢机 压榨机辊压机 3.1.2用作对电动机的起动并调速 在上述“液体电阻起动器”中，增加极板距离远-近调节功能和液阻散热系统就可以得到一台电动机的液体电阻起动-调速器。其性能与“液体电阻起动器”相同。 3.2与鼠笼式异步电动机配套使用 根据电机拖动理论，在电机的定子回路中串入起分压和限流作用的液体电阻，起动过程中，液阻的阻值在设定时间内自动实现由大到小的无级变化．从而使加在电机定子上的端电压逐步升高,起动转矩逐步加大，当电机转速接近额定转速时，切除液阻投入全压运行，实现电机的低电流平稳软起动。 3.2.1性能特点 恒流软起动：起动电流小．为电动机额定电流的2～3.5倍； 起动过程平滑，无冲击，电网压降在10％以内，保证了电网的可靠安全运行，有效保护电动机及传动机械，可延长设备的使用寿命； 不受电网电压波动和负载变动的影响,可确保一次起动成功，并可连续起动三次以上，优于高压热变电阻起动器； 可以设置完善的报警提示功能和电动机的保护功能。 3.2.2 与其它起动方式比较 根据国家节能中心规定，大中型电机应优先选用高压电机，而高压电机在使用中起动是一个首要的问题，在我国各工矿企业中，大功率笼型电机一般采用直接起动、串电抗器起动、高压变频软起动、串液阻降压起动等几种起动方式。 直接接入高压电网的电机，