立井提升電動機故障多發(fā)原因研究和處理

1、立井提升電動機故障多發(fā)原因研究和處理【摘要】本文針對立井提升中高壓電動機故障多發(fā)的實 際情況，通過多方面、多層次、多因素的分析電機故障產(chǎn)生 的原因進行闡述。結(jié)合現(xiàn)場實際情況有針對性的采取簡單有 效的方式、方法進行問題解決，取得了較好的應(yīng)用效果，值 得我們工程技術(shù)人員在其它行業(yè)領(lǐng)域探討和借鑒?！娟P(guān)鍵詞】提升機電動機；故障多發(fā)；原因分析與處理 0引言某礦立井提升設(shè)備為洛陽礦山機械廠制造的jkm2. 8x4/ii型多繩摩擦絞車,目前配套電機為800kwx2,繞線式三相異步八級電動機。該提升設(shè)備于1980年9月28日建成投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量90萬t/a,當時主井主電機功率為630kwx2, 16小時工作制

2、。1987年后開始改擴建，將主電 機功率更換為800kwx2,同時減速機進行了改造，速比降為 11. 5,提升能力由原來的90萬t/a提升為150萬t/a0隨著 產(chǎn)能的增加主井電機長時間處于滿負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，逐漸表現(xiàn) 出了其性能弱點，設(shè)備故障率較高。1主電機故障原因分析 1.1初步原因分析主井電機故障頻發(fā)，多為并聯(lián)套開焊、轉(zhuǎn)子引出線燒斷、 星點連線燒斷等故障，并聯(lián)套開焊較為容易發(fā)現(xiàn)，可根據(jù)現(xiàn) 場掉錫情況進行判斷，處理也相對比較簡單，影響時間較短。 而其它兩種情況，都發(fā)生在絕緣內(nèi)部，多為突然發(fā)生，平時 巡檢時無法觀察到，而利用測溫儀也無法進行實時監(jiān)測，發(fā) 生故障時處理方法比較復(fù)雜，工藝要求較高，需

3、要對引出線 等進行現(xiàn)場焊接或更換，一般影響時間較長，這些都嚴重影 響了主井的正常生產(chǎn)。綜合以上現(xiàn)象，歸根結(jié)底，電機的各 種故障都是因為溫度過高所致。電動機正常運行過程中，存在著損耗，主要有鐵損、銅 損和機械損耗。這些損耗最終將轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔闺姍C溫度升高。 電動機正常運行時，其溫升是不會超過溫升限值的。只有電 機在故障或處于電氣隱患狀態(tài)下，才會過熱，電機過熱會縮 短電機使用壽命。根據(jù)計算公式：q=i2xrx 電流的平方與對應(yīng)電阻 乘積，為電機銅損，而鐵損一般是固定不變的，銅損和鐵損 共同構(gòu)成電機的主要損耗。由公式可以看出，電機的發(fā)熱量 與電流的平方，繞線內(nèi)阻及運行時間等都成正比，當電流增 大時，電

4、機的銅損增加最快，即電機溫升加劇，其能量在電 機的制造工藝水平的最薄弱處。從而造成電機的并列套燒 損、引線燒斷等現(xiàn)象。1. 2電機故障主要原因分析結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備條件和使用情況等因素，主井電機故障主要原因有以下幾個方面:(1) 現(xiàn)用電機為非標準電機，b級絕緣，雖然額定電壓、 電流都符合提升容量要求，但是其熱穩(wěn)定性得不到保障，為 了保證安裝要求，電機外型按630kw電機制造，其體積較小, 定子繞組及轉(zhuǎn)子鐵心為了達到相應(yīng)的額定電壓與電流，又必 須按800kw電機標準，因此，該電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，通 風不良，造成了散熱不符合要求。溫度會隨著電機的持續(xù)運 行而不斷上升，直至超過其所能承受的能力。(2)

5、負荷加大后，啟動電流增加，一般三相異步電機 的啟動電流為額定電流的67倍，重載時會更大，從以上 公式可知，較大的電流使得電機溫升迅速，從而導致燒斷、 開焊等故障。2004年改造后，增加了提升負荷，由原來的每 斗9t增加到每斗9. 5t至現(xiàn)在的每斗10t,造成電機啟動時 間加長、全速運行時電流增大，這對電動機的安全運行是非 常不利的。(3) 啟動頻繁，休止時間不足，大型電動機因頻繁啟 動，可加速溫升，使電機發(fā)熱持續(xù)時間過長，導致絕緣材料 迅速老化，介質(zhì)損耗增加，發(fā)熱更歷害，嚴重時則導致?lián)舸?而損壞。目前由于提高速度及縮短卸載時間等因素，每小時 最多可提42斗，一個圓班下來，最多時競提到了 900

6、斗， 甚至更多，除了每天正常的2個小時檢修時間外，其它時間 幾乎都處于滿負荷工作狀態(tài)，電機休止時間很小，使得電機 經(jīng)常由于過載提升而造成局部過熱，輕微時表現(xiàn)為并聯(lián)套開 焊，嚴重時則造成引出線等突然燒斷。(4) 電機老化嚴重，該800kw電機自從1987年改造以 為，一直使用至今，其絕緣部件及轉(zhuǎn)子鐵及定子繞組等均有 不同程度老化。變頻改造后，尤其加劇了其轉(zhuǎn)子的承載強度, 由于是定子短封，采用轉(zhuǎn)子送電的方式中壓變頻調(diào)速。該方 法使得轉(zhuǎn)子長時間處于高壓高頻大電流狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子繞組溫 度迅速升高，易在最薄弱的環(huán)節(jié)發(fā)生故障，即轉(zhuǎn)子引出線的 薄弱處燒斷。(5) 電源電壓過高也是影響電機使用壽命的原因之一。

7、主井6kv電壓一般可達6. 36. 4kv,當電源電壓過高時，電 動機反電動勢、磁通及磁通密度均隨之增大。由于鐵損耗的 大小與磁通密度平方成正比，則鐵損耗增加，導致鐵心過熱。 而磁通增加，又致使勵磁電流分量急劇增加，造成定子繞組 銅損增大，使繞組過熱。因此，電源電壓超過電動機的額定 電壓時，會使電動機過熱，嚴重時則導致燒斷故障。2解決方案提出與實際工作驗證如果想要改善這種局面，建議從以下幾個方面給予解 決：(1) 更換符合國家標準的800kw電動機，由于當前電 動機的特殊情況及其工作制式等不適合現(xiàn)有的工作強度，只 有更換為標準800kw電動機，使電機動的體積滿足散熱條件, 才能有效緩解電機頻繁

8、故障的現(xiàn)象。(2) 減少負載，即減少每斗提升量，可有效減小電機 啟動電流，減少大電流沖擊，從而控制電機溫升，減少絕緣 破壞，減少故障發(fā)生。(3) 降低提升頻率，增加電機休止時間，即延長卸載 時間或增加每班電機的停止時間，使電機溫升在一定范圍 內(nèi)，然后再進行提升工作。(4) 更換新電機，按照現(xiàn)有位置及基礎(chǔ)定制新電機， 增強制作工藝，增加所用材料絕緣等級(f級)，提高電機抗 大電流頻繁啟動的能力。(5) 有效控制電網(wǎng)電壓，使之保持在國家規(guī)定的數(shù)值 范圍內(nèi)，以保證電機的正常工作。由于使用變頻控制，所以 在電控中增加有源濾波裝置和靜止無功補償裝置。綜合以上分析，采用(1)和(2)兩種方案是被動的防 護方式。其余三種方案即符合現(xiàn)場實際，也很容易做到。所 以，實際采用和落實了 (3) (4)和(5)三種方案。應(yīng)用效 果比較明顯。3結(jié)束語在現(xiàn)場設(shè)備的使用中，受到各種不利因素和條件的限 制，不能全部更新所有設(shè)備。但是，可以通過多方面、多層 次的分析，不斷地總結(jié)經(jīng)驗，解決現(xiàn)有問題，使設(shè)備達到最 佳的狀態(tài)，適應(yīng)生產(chǎn)的需求。其目的和意義非常重大。可以 在更多的領(lǐng)域和行業(yè)應(yīng)用。值得工程技術(shù)人