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水阻柜的原理、巡检维修技能培训

作者：admin点击：954 次发布时间：2019-07-03 09:18:41

水阻柜的原理、巡检维修技能培训

一、交流电机起动概述：
电动机起动的一般要求是有足够大的起动转矩，较小的起动电流，还要求起动设备尽可能简单、易于操作与维护方便，并有良好的经济性。过大的起动电流会造成线路电压降，影响其他负载的运行。对频繁起动的电机，大的起动电流也会造成电机内部发热过多而损坏电机。
定子起动电流：

起动转子功率因数：

起动转矩：

二、交流电动机起动水阻柜的工作原理
一般而言，高压电机如果直起，起动电流是额定电流的6～8倍，这样如果系统容量太小，也可能会将系统电压拖低20％甚至更厉害，这样连在这个系统内的其他电气设备都有可能保护跳机，所以一般都会采用软起动技术。我们所说的水阻柜起动，就是其中一种。由于交流电机分为同步电机和异步电机，而异步电动机又分为鼠笼电机和绕线电机，鼠笼电机和绕线电机的主要区别是电机的转子机构不同。早期的水阻柜是用在绕线电机上，通过转子串水阻改变绕线电机转差率从而使电机轻松起动。而鼠笼水阻柜是后人通过大胆尝试，将水阻柜串在定子回路，通过水阻串联分压原理起到电机降压起动的目的。而同步电机起动又是在鼠笼电机水阻柜构思的基础上略微变通，让同步电机异步起动来达到同步电动机起动的效果。
1、绕线电机水阻柜基本原理：
绕线电机水阻柜靠溶解在水中的电解质离子导电的。电解质充满于两个平行的平面极板（既水阻柜的两个电极）之间，构成一个电容状的导电体——水电阻。自身无感性元件，故与频敏、电抗器等起动设备相比，有提高电动机的功率因数，节能降耗的功能。水阻柜串入电动机定子回路以后，不仅能改变电动机的转差率S，达到调速的目的，还能增加电动机起动时的转矩，减小起动电流。具有平滑无级调速，并可使转速达到额定转速。
2、鼠笼电机（同步电机）水阻柜基本原理：兆复安电气介绍YKK电机软起动

鼠笼电机（同步电机）水阻柜是根据电动机降压起动理论，在电动机的定子（转子）回路中串入一适当的可变水阻柜进行分压，充分利用水阻柜热容量大不会烧毁以及可调可恢复性等优良特性，通过控制系统控制传动机构拖动电极极板向下运动，缩小动、定极板间的距离，从而使水阻柜阻值的平滑变小，使水阻柜阻值的变化与电动机转差率的变化同步，达到恒电流起动的目的，并使电动机均匀加速至额定转速，缩短起动时间。当起动完成后，星点接触器自动投入并旁路水阻柜，电动机全压运行。动极板运行至上端，为下次起动做好准备。
鼠笼电机（同步电机）水阻柜起动性能及优点：1.系统功率因数高；2.电网电压波动较小；3.起动平稳无冲击。在定子回路中串入三相水阻柜，电阻大小可通过传动机构控制极板间距离来调节，阻值平滑减小、起动过程在较小起动电流下进行。
三、水阻柜水电阻的配制：
1、配液用水最好是蒸馏水，也可用软化水，最低限度应是经过净置后去掉沉淀物的生活用水，其量应比电阻箱内所需要的略多出10～30％。
2、阻值的计算：
1）高压鼠笼式异步电机所需电阻：

式中：m-未串R前起动电流与额定电流之比，一般取4～7
n-串入R后起动电流与额定电流之比，取2.5～3
Ie-电机额定工作电流（A）
Ue-电机额定工作电压（V）
2）绕线式异步电机所需电阻：
RO=0.577*U2e/I2e·KF·kt/kM
式中：U2e：电机转子回路的开路电压（V）
I2e：电机转子回路的额定电流（A）
KF：电机功率容裕倍数。（KF=1.1-1.3,取1.2）
kt：温度倍数。(kt=1.1-1.3,取1.2)
kM：起动转矩倍数。(kM =1.1-1.3,取1.2)
根据实际情况，我们将上述公式进行简化后：
RO=0.7*U2e/I2e
式中：U2e：电机转子回路的开路电压（V）
I2e：电机转子回路的额定电流（A）
注：此公式也可用于鼠笼式电机，U2e为电机额定电压，I2e为电机额定电流。

四、水阻柜的结构
水阻柜主要由电极系统，电极驱动系统，电控系统以及上、下箱体四部分组成。电极系统设置在下箱体中，电极驱动系统以及电控设置在变阻器的上箱体中。上箱体中还装有上、下限位开关，以控制电极行程，并通过上箱体侧面的标牌指示出动极的升降位置，下箱体的外侧装有液位观察孔，加液口以及排液阀等，变阻器还装有温度继电器和液位继电器，用于控制溶液的温度以及液面的位置。
五、水阻柜的工作条件
（1）安装地点的海拔不超过2KM；
（2）周围空气温度不高于40度，不低于5度；
（3）空气相对湿度不大于90%，该月平均最低温度不超过25度；
（4）按装类别属三类；
（5）污染等级为3级的场合；
（6）安装倾斜度不超过5度。
六、水阻柜经投入使用后运行情况：
从运行情况看效果很好，能很好的解决了原控制系统存在的问题。显示以下几个方面的优点：
1、在转子电路中串接水阻柜可获得最大起动转距，提高转子电路功率因数和增加起动转矩的目的。
2、起动过程中，切换水阻柜时产生的故障率明显减少，突出地解决了采矿厂灰尘大及现场振动较大的不良因素，能在恶劣环境下长期运行等问题。而且操作简单、维护方便，提高设备运转的可靠性。
3、电动机起动时转距稳定，能使加速均匀平滑，从而避免了电动机在起动时所产生的电流冲击。可减小了机械应力损伤，降低了相关机械传动部分的磨损，消除了传动齿轮间的空隙，对减速机及皮带的长期稳定运行十分有利，延长了电动机及传动部分的使命寿命，同时降低电动机起动时对电网的冲击，是很好的重载起动方式。
4、起动电流小，起动时不超过额定电流的2.5倍,并减小了线路损耗。具有节电节能效应，电动机在起动切换电阻液中降低热能，根据电动机负载变化情况，节电节能率可达20-50％。
5、彻底解决了系统设计, 结构简单合理、紧凑，工作运行可靠，维修方便。自动化程度高，不需要人工操作，即可完成全部起动过程。
七、常见故障及处理：

故障名称	可能原因	处理方法	备注
主机起动前允许起动灯不亮或允许起动继电器不动作	液位过低	添加清水至正常液位线
	液温过高	待液温降至正常范围
	动极越位	用手动试车或复位按钮调整传动机构至正常位；行程开关失灵，更换
	传动过载	检查传动机构运转有无卡死，添加润滑油并调整至灵活
	有综合报警	针对可能的原因逐项排除
	信号灯损坏	更换
	继电器损坏	更换
起动超时动作	运行投切信号失灵	全面检查起动切换回路电源和投切信号至正常
起动超时动作	负载过重或起动力矩过小	减小电解液起动电阻，增大起动电流或延长超时保护时间至合适
综合报警亮或发出报警声响	液位过低	添加清水至正常液位线	起动或运行过程中不作用于分闸
	极板越位	用手动试车或复位按钮调整传动机构至正常位；行程开关失灵，更换	起动或运行过程中分闸
	液温过高	待液温降至正常范围
	起动或运行检测信号没有	全面检查起动切换回路电源和投切信号至正常

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