380KW380V球磨机启动力矩不足问题 点击：4049 | 回复：29
我的电机是380KW，380V绕线式的，是用转子串频敏变阻器启动的，负载设备是球磨机。供电的变压器是630KVA的。
早上8：00生产完成后正常停机，中午12：00开机时出现启动转矩不足，通知电工维修；电工到现场后经过检查转子，频敏，以及连接的电缆线和电机及滑环碳刷未发现异常，启动转矩还是不足，后又调换频敏（从另一台启动正常的电机处抬来的同型号），把电压从原来的406V调高一档为417V，故障依旧；一直搞到18：00，就去吃晚饭了，19：00过后再把原来的频敏安上去，报着试一试的想法再启动一次，居然正常啦。（期间，曾经分别用两台频敏试空车，均正常）
对该故障百思不得其解，希望同行分析。
谢谢楼主给东方出了一道学习题。但东方没有任何实践经验，所以只是学习和理论分析。用曹大平的话说就是“又是扯理论的那些东东,最后也没结论”
XW：没法子，他就只有“理论的那些东东”。要他解决曹大平也解决不了的东东，就一个字“难！”
东方：怎么这么讲话？谁说曹大平解决不了？
我们简单分析一下：
1、 我们老师说过，绕线转子异步电动机转子串入合适的三相对称电阻。既能提高起动转矩，又能减小起动电流。适于重载启动。
2、 我们老师还说过，频敏变阻器的频率特性非常适合于控制异步电动机的启动过程。缺点是因有电感存在，cosΦ较低，启动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动。
3、 普通电机启动时，电流是额定电流的4~7倍；这时的启动转矩是额定转矩的1.8~2.2倍。
4、 球磨机属于带载启动，启动转矩如能达到额定转矩的2倍左右定能顺利启动。
不知楼主启动瞬间的电流和电压多少？是不是处于一种临界状态？
他自己都不去测量电压和电流,计算启动量数据,你们在这分析的分析,总结的总结,参考价值是有了,实际怎么样?
用曹大平的话说就是“又是扯理论的那些东东,最后也没结论”
XW： 这对那些轻视实践，不做试验的人，也是一个极好的教训。有的时候用理论是解决不了实际问题的。
东方：是讲我呢。东方认为，必要的实践是必不可少的；但是，理论对实践有指导意义，而实践又是检验真理的标准……
XW：不要又是扯理论的那些东东，你就说这楼主的电动机是咋回事儿了？一时儿清楚，一时儿糊涂的。就根据他的事实，你倒指导指导看！
东方：那行！楼主提供了如下数据：
电机是380KW，380V绕线式；
供电的变压器是630KVA，417V或406V，处于供电末端；
负载设备是球磨机。
当时有另外2台380kw的水泥磨在运行，（非同一变压器的），那2台水泥磨缺料在17：00停机后，我也试了一次该机，同样发现转矩不够；
负载设备是球磨机。 偶尔存在一次不能正常启动，需要连续启动2次或3次，才能正常运行。
【预备知识】
1、从球磨机结构知 ，负载属于重载启动，启动时须克服静摩擦、转动惯量等不利因素；
2、从绕线电动机特性可知，当串联适当电阻时，启动转矩可达额定转矩的2倍，而电流比直接启动小得多。
参阅：www.gongkong.com/webpage/forum/200912/2009121900280600001-1.shtml
3、电流可见下图：
【分析】
1、 球磨机启动，其转矩一定要大于额定转矩才行。
2、绕线电动机串联电阻启动，可以达到2倍的额定转矩，足够启动之需；
3、启动电流比直接启动的4~7倍小，但也不是等于额定电流，而是它的2.6倍！
4、启动时的电源提供的视在功率，也要相应增大。
5、电机是380KW，视在功率为380 / 0.75 = 500KVA，
启动时将达500X2.6=1300KVA ！
6、供电的变压器是630KVA，要它瞬间提供1300KVA尚不至于烧坏，但是。关键是压降是否太大？
7、由于是线路末端，线路压降也很可观，不能小视。
8、以上分析是以串电阻方式为例进行，串频敏变阻器方式启动力矩有所减小，启动难度更为增加。
【验证】
1、检测启动瞬间电压，是否有大幅度跌落？最为关键。
2、检测启动瞬间电流，是否达到额定电流的2倍以上？
3、不同时段测试记录，比较有何不同；
4、不同投料方式测试，全面考虑影响。
【对策】
1、加大供电的变压器容量，加粗导线；
2、改用串电阻启动（较好）；
3、改用变频启动（最好）。
首先谢谢东方师傅和山水
下面我提供一些具体数据：
1. 当天出现启动转矩不足时，启动电流可能比正常时偏大，（电流表满量程为1200A，且只有一相有表）一按按钮，电流打满表（因无更大的表计，具体数据未知），再回到980A左右（感觉打满表的时间比正常启动时的时间偏长），待设置的启动时间9秒到后，因2次冲击，电流再次打满表（正常的时候为：再次打满表后马上回到正常电流650A左右），同时电机堵转，人为马上停机。
2. 多天以前测试过启动时的压降，启动前电压405V，启动时瞬间降为330v直至启动完成后为380+v左右（因是数字万用表，330v时可能看得不是很准；330v只是一瞬间，过后就上升了）。故障时启动瞬间的电压没测量，很对不起大家（我现在感觉还有点遗憾）。
3. 供电线是240mm2铜芯塑料线2根，估计40m的长度，各供一台630A的接触器（2接触器是并联的），应该富余量大的。
另外，再次询问东方师傅，我的供电变压器真的偏小吗？要用多大的？或者要分多少其它设备到另外变压器？
该供变630KVA，下属设备380KW球磨机，250KW球磨机各一台，另有辅机设备约70KW，但这些设备基本都没有满额定运行。2台球磨机都有静止式进相器补偿，全开后该供变总电流在1050A以内。
是绕线式JR电机吗？ 重点检查转子回路/ 如果外部转子回路没问题的话有可能在电机内部的转子连接线头上出现掉焊什么的。
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谢谢楼主发来许多数据，给分析问题带来很多方便。
一、关于变压器功率
负载380+250=630KW（还没算另有辅机设备约70KW）
变压器630KVA
看起来好像还算般配，其实设计有误区。电动机的输出功率是指电动机的机械出力，称为“轴功率”，由于电动机效率不能达到100%，还有功率因数的关系，需要的视在功率要除以0.75
630 / 0.75 = 840KVA
而且，一般设计时还要留一些余量，所以，若取1000KVA功率的变压器比较规范。
XW：那我倒要问你一声，它有时还是能工作的，这是怎么回事呢？
东方：由于球磨机的变数较多，也不见得总是满负荷工作，所以有时是能启动工作的，但处于一种边缘状态，如果负载加重一点、电源波动大一点、辅机设备用得多一点……就可能不行啦。这就是为什么设计时要留有余量的原因。
XW：据说大桥设计时的余量大得很，如果核定载重量为10吨的货车，超载10吨的话，通过大桥时对大桥的破坏力将是正常载重的128倍。但大桥并没有垮，只是维修更频繁些。
二、关于电源内阻
XW：楼主说：“供电线是240mm2铜芯塑料线2根，估计40m的长度，应该富余量大的。 ”哎！楼主知道留富裕量呀！
东方：那就好办！光是一个地方留富裕量还是不够的。我们先看载流量是够的，还要看一看压降是否会太大？40米的电阻你会算吗？
XW：这个好算……，两根线是不是并联？约1.5毫欧姆，不大呀！1000A电流压降为1.5V。，一根也够了。
东方：你有没有算错？
XW：不——会！我办事你放心。
东方：可是，实际降压是几十伏呀！（具体计算，工作时每相压降约25V，启动时就更大了）
XW：那怎么回事呢？
东方：压降还在变压器和电网的内阻上产生。总内阻约22毫欧姆，比导线大了十几倍。所以仅仅是输入导线留足富裕量还不够，
XW：这就是因为“我厂处于供电末端”变压器又太小的缘故吧？
东方：是啊！启动时电压只有330V。
启动转矩和电压平方成正比，这时转矩下降到原来的75%。如果正常情况启动转矩达到额定转矩的2倍，现在只有1.5倍了。当然启动非常困难，有时要启动几次。这就是临界状态。
这是启动起来的数据，堵转的情况可能电压更低，低于临界值，所以就启动不起来了。
XW：那怎么办呢？你得给楼主指条明路呀！
东方：那是当然，不知楼主有什么要求？
XW：你什么意思呀？不会是你有什么要求吧？
东方：什么呀！我是说，如果不是楼主设计的，可以向领导反映，原来设计有误。等领导发话，改造设备就好办了。
XW：如果就是楼主设计的，又想挽回损失，你还有什么招数？
东方：那只好铤而走险啦！
XW：不行不行！安全第一呀！
东方：当然！毛泽东同志说过：干部下乡“以不死人为原则”。这是必须的！
XW：还要不烧机器。
东方：好的！
to：东方
1. 假如供变是840kva的甚至1000kva的，我那380kw的电机启动时的压降是多大比较合理？
2. 当天出现启动转矩不足时，我那250kw电机+70kw辅机是在停机状态的，就是说630kva的变压器就用来供380kw电机的（330v电压也是在这种状态下测量的）；平时工作也是告诉操作工必须先把380kw电机正常运行后，再启动70kw的辅机和250kw的电机，在这种方式下250kw电机从没出现过不能一次启动完成的。
3. 我接手该设备管理不足一年，据下面电工说像这样配置，该设备至少运行了3年，以前从没出现如当天的故障现象。
4. 改造设备……这就不好办了，毕竟是小厂私人老板，增大变压器就意味着增加大的投入，现在也只好铤而走险啦。不过具体情况告诉过老板的 。
再次谢谢东方师傅和其他各位朋友！
XW：萍频相逢先生说了，不想改动变压器，那你出什么主意？
东方：改良主义而已。看来还不是完全不能工作，主要可能还是电压较低，可以再进一步提高电压。
XW：啊呀妈也！你不能蛮干呀！
东方：没有。电动机比较不怕超压，怕欠压。萍频相逢先生的系统属于恒转矩系统，电压高了，电流就会下来，只要电机绝缘不会击穿，就没有危险。
XW：这个不会，你也不会加到几千伏特，怎么会击穿？
东方：那就由你负责了。
XW：这个可以！你要加多少？
东方：调节变压器抽头，能不能调到437V,调高15%。绝对不会有危险。管工艺的说，增加了约250kg钢段。咱提高电压，看行不行？
XW：如果人家电压提不上去怎么办？加一台稳压器行不行？
东方：是个办法，但要选好型号，要速度快的那种才行。
XW：这些都是常规做法，大家都会想到，能不能来点绝招，一举解决？
东方：没有实践经验怎么想得出？不知这台设备能不能倒转？咱先控制它倒转90°。
XW：那你保证它反方向就能转动吗？
东方：钢球停止时会不会偏在一边，反方向有可能容易转动些。反转以后停下，让它偏在另一边停下。如下图：
东方：停下来的时候，大概总是状态甲。启动时让它先逆时针方向转90~120°……
XW：我知道了！然后等一下，再向正方向启动。就像单杠大回环，总要来回几下，借助重力的帮助，才能完成。
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