开关磁阻调速电动机用于陶瓷球磨机系统节能改
2016-09-10
开关磁阻调速电动机用于陶瓷球磨机系统节能改造。长期以来，陶瓷行业各个工厂普遍采用球磨机研磨陶瓷原料，球磨机属于较大功率的重载设备，装载量大，启动力矩要求也很大，普遍认为是同其机电特性所决定的，主观的控制无能为力。
传统的球磨机通常采用降压直接启动的方式来启动球磨电机，由于研磨周期过长，研磨效率较低，导致单位产品功耗较大，而且直接启动电机所需启动电流极大，对设备和电网的冲击很大，电能的损耗量也相当惊人。而且往往会由于装料位置的不均衡，启动都是在装完原料后才开始启动运行，引起球磨过载或反转，烧毁电机或者变速装置，给生产造成不必要的损失和浪费。在电机启动完成后，随着研磨料的逐渐研磨，这时研磨机的速度根据要求也可相应降低，但传统的球磨机用不可调速的装置拖动，造成电能的极大浪费。
随着市场竞争的日益加剧，企业采取各种节能降耗措施、努力降低生产成本，以便提高市场竞争力。但是陶瓷球磨机作为原料加工过程的必要设备，其电能消耗居高不下一直困扰着广大陶瓷加工生产企业，很有必要研发和改进在达到同样的工艺需要的情况下降低其能耗。
开关磁阻电机特点
开关磁阻调速电机兼有直流、交流两类调速系统的优点，是继在电机动性运行中配置交流变频器之后，国际上20世纪90年代推出的一代性价比极高的，具有典型机电一体化结构的无极调速系统，并迅速在工业、农业、国防和家用电器等各种机械设备中推广运用。
与传统的定子绕组接至三相正弦交流电源，并在气隙中形成旋转磁场的电动机结构不同，SR开关磁阻调速电动机是定子、转子双凸极结构，且定、转子级数对不同。定子、转子由高性能冷轧硅钢片叠压而成，转子上无绕阻也无永磁体，定子上绕有集中绕阻，见图1。开关磁阻电动机的结构比鼠笼式感应电动机还简单，由于转子没有绕组，所以不会发生鼠笼式电动机由于铸造不良和使用不当而出现断条的问题，且定子的集中绕组结构使其绝缘容易，制造简单。
开关磁阻电动机的运行原理与传统交、直流电动机有着根本的区别，遵循“磁阻最小原理”，即：磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的铁芯在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。开关磁阻电动机本体不能直接通电运行，其实际上是一种集微处理技术、功率电力电子技术、智能控制、电动机于一体，具有优良调速性能、高可靠性、高效节能的机电一体化产品。开关磁阻电动机控制系统（SRD）一般主要包括：SR电动机、功率变换器、控制器、位置检测器和电流检测器等五个部分组成，SRD整体组成框架结构如图2所示。
SR系列开关磁阻电机具有如下特点：
² 启动转矩高，启动电流低。启动转矩为额定转矩的150%时，启动电流仅为额定电流的30%。因此，适用于频繁正反转及启制动的机械（次数可达1000次/小时）。
² 开关磁阻电机的调速系统属于闭环控制调试系统，机电时间常数小，因此适用于转速精度和动态相应要求较高的场合。
² 电动机无电刷整流子，控制器电流也较简单，适用于环境恶劣和要求高可靠性的机械。
² 系统效率高，特别是能在转速和负载转矩均较大范围变化时保持高效率，因此在各种实用工况条件下均会有良好的节电效果。
² 电机空载电流小和空载损耗远小于异步电机，约为满载电流的1%。
² 功率因数高，不需要额外的附加无功补偿装置
² 控制器中的功率变换器与电动机的绕组串联，不会出现变频调速系统中功率变换器可能出现的直通故障，可靠性大大提高；开关频率低，可减少IGBT的热冲力老化，控制器的发热量小，提高了可靠性和效率，对外电磁干扰（EMI）低，系统工作稳定性高。
² 电动机外形及安装尺寸与同容量Y系列（IP44）电动机相同，便于安装互换。
