不同轉子位置和通電時刻對粉塵防爆振動電機的瞬態影響

不同轉子位置和通電時刻對粉塵防爆振動電機的瞬態影響

　　在振動電機初始起動時，由于定子電流中存在非周期分量，三相電流不僅會產生同步旋轉磁場，還會產生隨時間衰減的靜態磁場。磁場相對位置與轉子體磁場位置的差異，將導致防爆振動電機在啟動初期的飽和度與氣隙磁通密度的波動幅度存在明顯差異。因此，起動過程中的電磁轉矩和定子電流受到較大影響。

　　因此，本節采用時步有限元法分析了不同轉子位置和通電時間對防爆振動電機暫態起動特性的影響，并通過實際測量驗證了分析結果。

　　三相基波電流會產生磁場,旋轉在同一初始時刻與身體同步和磁場,而三相的電流的非周期分量必須產生一個磁場,等于和相反的基本的旋轉磁場,靜止和隨時間下降。自旋翼轉速很低的初期開始,電流所產生的磁場衰減與體積磁場相互抵消在很長一段時間,這使得飽和度防爆振動電機在初始階段的起點低,所以總會改變電流的幅度相對較小。

　　由于電磁轉矩波動的幅值與氣隙磁通密度有關，因此對應的脈動轉矩幅值要比氣隙磁通密度大得多。進一步的研究表明,開始沖擊扭矩的大小和影響永磁防爆振動電機的電流只有相關的相對價值轉子位置角和當前的相位角,和衰減非周期電流產生的磁場將大大提高防爆振動電機的磁場。

　　隔爆型振動電機在啟動初期的激波電流、激波轉矩和振動均明顯增強。非周期電流產生的衰減磁場會使原磁場明顯減弱，使沖擊電流和沖擊力矩在初始起動階段變小，使防爆振動電機在起動時更加穩定。當負載慣性矩較大時，不同轉子位置和起電時間對整體起動過程的影響較小。當防爆振動電機在相同負載下啟動時，達到同步速度所需的時間基本相等。

　　由于防爆振動電機在起動過程中的加速度，軸的測量輸出轉矩與有限元計算轉矩之間存在一定的誤差。此外,防爆振動電機往往伴隨著暴力開始振動的過程中,提出了高要求的安裝精度測試系統的動態響應特性和扭矩計本身,和防爆振動電機動態扭矩的測試也是一個問題,需要進一步研究。防爆振動電機廠家指出起動初期，非周期衰減磁場與永磁體磁場相互增強，因此相應的脈沖電流和轉矩較大。當非周期衰減磁場和永磁體磁場相互減弱時，沖擊電流和轉矩較小，這與有限元計算的分析結果一致。

　　目前，油田抽油機領域的隔爆振動電機大多采用單機單變運行方式，其中自起動隔爆振動電機應用為廣泛。由于變壓器的容量通常僅為防爆振動電機額定功率的2~3倍，當防爆振動電機啟動時，往往會引起線路電壓大幅下降，導致終端電壓急劇下降。端電壓的降低會大大削弱防爆振動電機的起動能力，在某些工況下甚至會導致起動失敗。此外，線路阻抗也會在一定程度上影響隔爆振動電機正常運行時的諧波電流。因此，線阻抗對爆炸暫態啟動性能和穩定運行的影響。