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1、低压低速大容量绞车用隔爆型变频调速三相异步电动机的开发与应用班级：机械一班学号：201110810852低压低速大容量绞车用隔爆型变频调速三相异步电动机的开发与应用（单位：哈尔滨商业大学吴铃铃）摘要：通过分析变频器供电对电动机的影响,结合绞车用低转速、大容量电机的特殊的性能要求,主要阐述了低压低速大容量绞车用隔爆型变频调速三相异步电动机的设计、制造与试验等相关问题,说明了设计、制造中所必须考虑的因素。关键词：低压低速大容量绞车;变频调速;隔爆型电动机Abstrac：tThroughtheanalysisoftheinverterpowersuppl
2、ytothemotorwinch,combinedwiththeperformancerequirementsforspeciallowspeed,largecapacitymotor,mainlyexpoundsexplosion-proofdesign,typevariablefrequencyspeedcontrolofthree-phaseasynchronousmotormanufacturingandtestrelatedproblemswithlowspeedlargecapacitywinch,andthefactorsthatmu
3、stbeconsideredinthedesign,manufacture.Keyword：Lowspeedlargecapacitywinch;inverter;flameproofmotor前言随着全国煤炭行业的快速发展,煤矿安全问题显得尤为突出,按照《煤矿安全规程》的规定,在有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井内,必须使用防爆电气设备。但现在国内大型绞车用电动机有些采用非防爆绕线转子电动机,它不符合《煤矿安全规程》,而且绕线转子电动机串电阻调速系统调速性能差,运行效率低、电阻冷却困难。为提高原煤产量和煤矿井下有瓦斯区域的安全性,现各煤矿纷纷对绞车提升系
4、统进行技术改造,以满足生产与安全的要求。接地,碳刷接触电压降导师致轴伸对地电压低;非轴伸端因轴承套对地绝缘,轴头对地电压仍保持着转子两端的电压值。轴电流不再经轴承接地,轴承就避免了电腐蚀的发生。电机运转轴承无异声,轴承温度明显降低,振动速度有效值最大才1.8mms,表明本电动机返修采取的轴电流防止措施取得了预期的效果。近几年来,随着电力电子技术的不断发展,交流变频调速理论研究和技术应用的日趋成熟和完善,变频调速系统以它良好的调速性能和较高的可靠性,成为煤矿绞车提升系统技术改造的首选。但由于绞车用隔爆型三相异步电动机具有多极数、大容量、高转矩、启动频
5、繁等特点,同时还要统筹考虑变频电机的特点,电机要适宜于煤矿井下存在爆炸性危险气体的环境和恶劣的使用环境,设计难度很大,国内电机制造厂家很少涉足。针对市场需要,我公司自主开发了低压低速大容量绞车用隔爆型变频调速三相异步电动机,满足了用户的要求。下面对该类型电机的设计、制造与试验等主要问题进行分析。一、问题的提出1.1谐波电压和谐波电流对电机效率和温升的影响变频器供电电压和电流含有丰富的谐波,引起很大的转子谐波损耗等,使效率和功率因数下降,额外发热,一般温升约增加10%～12%。1.2 低速运行时冷却问题低速时低压电压补偿,会使铁心磁路饱和,以致温升过
6、高。自带风扇电机转速降低,冷却风量与转速成比例下降,也使温升增高1.3冲击电压对绝缘的影响变频器采用PWM控制,载波频率可是几千赫兹到几万赫兹,使线圈上du/dt很高,相当于反复施加电压徒度很大的冲击电压,承受如此大的强电应力,加速绝缘材料老化,所以需要加强电机匝间绝缘和对地绝缘,提高整体机械强度。1.4谐波转矩谐波电流产生的谐波转矩,主要为脉动转矩,其平均值为零,但单方向幅值可能很大,当与结构件频率一致或相近时将产生共振,加大噪声。变频器供电时噪声约增大10～15dB。1.5启动问题变频电机启动、制动性能良好,但是频繁启动、制动对电机的机械结构和
7、绝缘结构带来疲劳和加速老化。1.6变频的轴电流问题变频器供电时会有零点漂移,此外静电耦合,经电机轴承构成零序回路,由此产生流过轴承的轴电流。变频器大量高次谐波,零序阻抗很小,轴电流很大,不但破坏了轴承油膜,而且将在轴承表面产生电弧放电麻点,导致轴承温度升高甚至烧坏。综合考虑电动机多极数、大容量、低电压大电流、高转矩、启动频繁等特点和由于变频器供电对电动机的影响,同时,其防爆安全性的设计必须符合GB3836系列标准的规定,因此低压低速大容量隔爆型变频调速三相异步电动机的设计需重点考虑以下几个问题:（1）电气性能满足煤矿绞车工况的要求;（2）适用于变频
8、驱动,其中最主要的一点就是要设法削弱电源中的谐波含量及其所产生的不利影响;（3）防爆安全性符合GB3836—2000系列标
