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1、瓦锡兰侧推电机启动失效分析和二步启动施才忠瓦锡兰推进装置无锡有限公司瓦锡兰侧推电机启动失效分析和二步启动摘要:文章分析了瓦锡兰MP00963侧推电机启动失效的原因，并提出解决方案。关键词：发电机，电机，启动，自耦变压器，电流一.大容量电机启动，考虑供电电源(发电机)的容量和压降,，通常减少启动电流,提高启动转矩，采用降压启动（星三角启动，自耦变压器启动，有的也采用软启动和变频启动）。本例讲的是新加坡MarineST,Benoiyard，军船618，我司侧推配置是左右舷首侧推电机1000KW，440V
2、，60HZ.左右舷尾侧推电机420KW，440V,60HZ都采用自耦变压器启动。船试航时，发现首侧推电机在启动时隔离开关不停的吸合断开，后来发现接触器和自耦变压器烧坏。1.系统元件参数如下:1.1电机型号:YL500-6 440V/1000KW/60Hz1604AIs/In=7.0;Ts/Tn=0.7;Tm/Tn=1.8;PF=0.86J=50Kg.m²电机形式试验相关数据：堵转电流8536A;满载输入功率1034KW;满载电流1605A;满载转矩7999N.m;堵转电流倍数5.32，堵转转矩616
3、2n.M1.2发电机型号：LSA52.2S55/4p-1500KVA-440V-1800rpm1968A/440V/60HZ。电压精度：1%;启动电机功率因数在0到0.4之间，15%的压降最大容量为1201KVA。(即启动电流应<1201/1.732/440/(1-15%)=1854A)下图为PF=0.8时的负载冲击压降曲线和效率曲线：1.3.1其烧坏元件型号为：自耦变压器5T1：OZB,60Hz1000KW43%/46%/49%1.5X1604A20S大容量接触器7K3，7K4：ABBA460-3
4、0-11,AC220V50/60V负荷开关5Q1：ABBE2N/MS-2000/P-LA3P,AC220V50/60Hz，（失压线圈145VAC）接触器参数表：项目AF460AF580AF750额定工作电流（55⁰C）Ie460A580A750A额定功率（440V）Pe250KW355KW450KW额定接通能力10Ie10Ie10Ie额定分断能力8Ie8Ie8Ie额定短时电流（40⁰C）1S4600A7000A7000A10S4400A6400A6400A30S3100A4500A4500A极限分断
5、能力440V5000A6000A7500A极限操作频率300次/小时300次/小时300次/小时1.3.2其控制和动力部分原理图和烧坏元件位置如下图：2.船厂提供了启动失效时的电压和电流数据:2009/04/06---04/11，新加坡MarineST,Benoiyard，军船618试航中左右舷首侧推电机启动失效，导致一个侧推的自耦变压器5T4，断路器5Q1，和接触器7K3/5烧坏。维修和替代损坏件，侧推螺距回零，清理浆叶片后，查找故障原因。发电机输出电压440V/60HZ.电机启动时，发现MCB（
6、5Q1）转换后，一次侧电流保持约1000A，转换时转速815RPM。5Q1一闭合，立刻打开，大电流启动接触器7K3/5再次闭合，启动逻辑返回到开始。记录显示，5Q1转换前后，输入三相电压由440V转换到215V，压降51%。启动第一步时，49%抽头电压为199V，（应为215.6V，压降为7.85%）.一次侧电流和49%抽头电压记录如下。（我们可以看到5Q1转换时的冲击电流和电压降）。ABB负荷开关失压线圈为145VAC，5Q1吸合时，巨大的冲击电流（5000~6000A）产生巨大的线路和电源压降，
7、控制柜输入电压从440V降到215V，导致控制电压降至110V以下，MCB（5Q1）跳闸,电机再次启动,如此循环,启动元件(5Q1,5T4,7K3/5)承受不了持续的大电流（包括变压器和电机的冲击电流）而烧坏。二.失效分析和提出二步启动方案：1.感应电动机的简化等效电路和降压启动原理:R’rX’σ2Xσ1R1I1I0I0I’2(1-s)R’r/sU1感应电动机电流和电磁转矩的参数表达式如下：I’2=U1SQT(R1+Rr’s2+Xσ1+X'σ22)Mem=m1pU1²Rr’s2πf1(R1+Rr’s
8、2+Xσ1+X'σ22)=CmФmI2’COSФ2由此可见启动转矩只与电源电压的平方和本身参数有关,也在感应电动机磁通一定时,与电流的有功分量I2’COSФ2成正比.Cm为电机转矩常数,对于已制电机为一常数.电机的转矩/转速曲线KTGnJnGJIGFTHTmax/K²Un/KTlETst/K²HTN电动机启动瞬间,n=0,s=1。启动转矩，功率因素，启动转矩平衡公式Mst=m1pU1’²Rr’2πf1(R1+Rr’2+Xσ1+X'σ22)Mem=ML+MΩ+JDΩ/D
