主通風(fēng)機電機超功率運行故障分析及預(yù)防

摘 要：結(jié)合煤礦主通風(fēng)機裝置的實際情況，并運用電機拖動的基本原理，對電機超功率運行進(jìn)行全面系統(tǒng)地分析和探討，提出了故障的危害性和預(yù)防措施，保證電機正常負(fù)載，以確保煤礦主通風(fēng)機長期、安全、高效地運行。

關(guān)鍵詞：主通風(fēng)機；電機；超功率；預(yù)防措施；

中圖分類號：TD821 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-02

煤礦主通風(fēng)機擔(dān)負(fù)著排出井下有害氣體、不斷往井下輸送新鮮空氣的重任，直接決定著礦井能否實現(xiàn)安全生產(chǎn)，而作為通風(fēng)機原動力的電機，起著至關(guān)重要的作用。作為連續(xù)運行的大能耗設(shè)備，電機超功率故障往往會被礦井負(fù)責(zé)監(jiān)視通風(fēng)機運行的技術(shù)人員所忽略，尤其是小煤礦，由于沒有進(jìn)行仔細(xì)的檢測檢驗，工程技術(shù)人員常面臨此類問題，整改起來也比較棘手。

根據(jù)電機過載能力特性，在額定電壓和額定頻率下，異步電機應(yīng)能承受1.6-2倍額定轉(zhuǎn)矩作用15S而不被損壞，并在逐步增加轉(zhuǎn)矩時，不致出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速突降現(xiàn)象。所以，分析各種故障的誘因，及時采取措施，是很重要的。

下面以大雁集團(tuán)公司雁南礦主通風(fēng)系統(tǒng)為例，做以簡要說明，主通風(fēng)機（主扇）原理如圖1所示。

對旋式主通風(fēng)機兩臺，型號為BD—Ⅱ—6—№23，每臺主通風(fēng)機電機功率為2×185kW，額定電壓380V。工作狀態(tài)為一用一備，兩臺交-直-交電壓型變頻器可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)分別控制兩臺主通風(fēng)機，正常運行時兩臺變頻器分別控制主通風(fēng)機的前機和后機，使主通風(fēng)機調(diào)速運行。由于主通風(fēng)機按礦井最大用風(fēng)量選擇，所以礦井投產(chǎn)初期用風(fēng)量遠(yuǎn)小于主通風(fēng)機所能提供的風(fēng)量。目前雁南礦采用單主通風(fēng)機單電機變頻控制方式，根據(jù)礦井用風(fēng)量調(diào)整變頻器輸出（變頻輸出0～50 Hz可調(diào)，輸出頻率降低的同時輸出電壓也降低，已經(jīng)歷27Hz、44Hz等變頻輸出狀態(tài)），調(diào)節(jié)主通風(fēng)機轉(zhuǎn)速，既滿足了礦井需要，也克服了大量電能浪費的問題。同時現(xiàn)場調(diào)整方便、靈活，減輕了調(diào)試的工作量，使用效果非常好。

一、電機定子缺相運行

當(dāng)電機電源或定子繞組斷開一根甚至兩根時，既為電機定子缺相運行。

（一）定子△形接法缺相運行：主要存在下列故障。

（二）定子Y形接法缺相運行：正常Y形接法的定子在運行時，無論是一相繞組斷開，還是一相電源斷開，都形成另兩相反串聯(lián)，接在電源單相線電壓Ue下，每相繞組承擔(dān)的電壓為0.5Ue。

二、電能質(zhì)量差

（一）電網(wǎng)電壓不對稱：在三相三線網(wǎng)絡(luò)中，不對稱的三相電壓不含零序分量，各相電壓分別由正序分量和負(fù)序分量疊加而成，即

增加時，電機激磁電流增加，定子的銅損、定子和轉(zhuǎn)子的鐵損也要加大；此外，電網(wǎng)交流電頻繁增加和高次諧波磁場引起定子、轉(zhuǎn)子和鐵芯中的鐵損加劇，都將直接引起電機超功率。

為防止因電能質(zhì)量差而引起故障，可設(shè)置溫度檢測功能的保護(hù)裝置，將雙金屬片式熱繼電器直接埋入電機繞組中。當(dāng)不對稱電流引起電機過熱，使電機繞組溫升到接近極限值時，雙金屬片受熱彎曲，觸點斷開，切斷電源。

三、電機頻繁起動或堵轉(zhuǎn)

當(dāng)電機起動時，起動電流是額定電流的5-7倍，將產(chǎn)生大量的熱，由于起動時間短，幾乎不存在散熱過程；如果起動過于頻繁，則會引起大部分熱儲存在繞組中，致使電機處于超功率運行狀態(tài)。

當(dāng)電機堵轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于電機要長時間受5-7倍額定電流的作用，電機急劇發(fā)熱，溫度迅速上升。一般電機允許堵轉(zhuǎn)時間為5-10S，因此，如果不及時處理電機堵轉(zhuǎn)，則可能燒毀電機。

控制起動次數(shù)，即可避免因頻繁起動而產(chǎn)生超功率故障。而堵轉(zhuǎn)時，電機會發(fā)出異常響聲，并且震動速度會明顯變大。防止因電機堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生超功率運行，需定期或當(dāng)發(fā)生故障后立即檢查電機定子、轉(zhuǎn)子和軸承，將故障或損壞件更換或重新進(jìn)行裝配，從而確保電機安全運行。

四、其它人為因素或機械故障

（一）繞組接線錯誤 誤將星形接成三角形，或誤將三角形接成星形，均可導(dǎo)致故障出現(xiàn)。（二）通風(fēng)機機械故障通常有通風(fēng)機葉片卡緊，使阻力增加；或傳動機構(gòu)過緊，驅(qū)動設(shè)備調(diào)節(jié)不正確、誤操作、潤滑不當(dāng)?shù)?。此類故障完全是由于外界機械過載而引起的。（三）電機軸承損壞 軸承磨損過大或損壞，嚴(yán)重時使轉(zhuǎn)子與定子相碰，形成附加阻力矩，導(dǎo)致電機定子電流增加。

防止繞組接線錯誤，只需在安裝電機時，細(xì)心工作即可。避免機械故障，則需要對風(fēng)機、傳動機構(gòu)、驅(qū)動設(shè)備、軸承等進(jìn)行定期或不定期地檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，并作好潤滑工作。

五、通風(fēng)機引風(fēng)巷道原因

通風(fēng)機引風(fēng)巷道跨塌而堵塞，造成巷道截面積過小或彎道過急，從而增加了通風(fēng)阻力，導(dǎo)致電機過負(fù)荷。

在礦山設(shè)計、建設(shè)和開采過程中，盡量減少彎道，避免引風(fēng)道形成直角或銳角，并擴大巷道截面，從而使通風(fēng)阻力降低至較小，確保電機長期在節(jié)能狀態(tài)下高效運行。

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