探析直流電機(jī)及直流調(diào)控裝置的維護(hù)

姜薛 章霞剛 楊軍

江西新余鋼鐵集團(tuán)有限公司線棒材廠

摘要：本文從構(gòu)成直流調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)重要因素直流電動(dòng)機(jī)和直流調(diào)速控制裝置的特點(diǎn)出發(fā)，簡單闡述了直流電動(dòng)機(jī)的使用維護(hù)，直流傳動(dòng)控制柜的維護(hù)及整流裝置參數(shù)整定優(yōu)化，以及用辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn)進(jìn)行故障處理等方面的問題。

關(guān)鍵詞：直流電機(jī)；調(diào)控裝置；控制柜；維護(hù)

1 引言

根據(jù)幾年來現(xiàn)場的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，直流電動(dòng)機(jī)和直流調(diào)速控制裝置（以下簡稱整流裝置）是構(gòu)成直流調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)重要因素，在對設(shè)備調(diào)速拖動(dòng)過程中均起著重要的作用，無論哪一方面出現(xiàn)問題均會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作；且二者相互影響制約，一方出現(xiàn)問題會(huì)影響到另一方，嚴(yán)重時(shí)甚至造成惡性循環(huán)，最終毀壞電機(jī)或整流裝置。因此，在直流電機(jī)及直流調(diào)速控制裝置使用維護(hù)和故障處理過程中，要用辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn)，既要熟知它們各自特點(diǎn)，又要將它們看成一個(gè)有機(jī)的整體，這樣才能使它們更好地運(yùn)行，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。下面，筆者從直流電動(dòng)機(jī)的使用維護(hù)、直流傳動(dòng)控制柜的維護(hù)、整流裝置參數(shù)整定以及優(yōu)化、故障處理等方面逐一進(jìn)行粗淺的闡述。

2直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

Z4系列直流電動(dòng)機(jī)是引進(jìn)德國AEG公司技術(shù)制造的新型電機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，有較好的動(dòng)態(tài)性能，并能承受較高的負(fù)載變化率，調(diào)速性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。但是對使用條件及環(huán)境要求苛刻，維護(hù)較困難，維護(hù)成本亦較高。使用過程中要充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，尤其以下幾個(gè)方面應(yīng)當(dāng)重視。

2.1 安裝要求

電機(jī)安裝時(shí)，必須首先對電機(jī)基座進(jìn)行校準(zhǔn)，保證電機(jī)安裝的水平度。與負(fù)載直聯(lián)接時(shí)確保電機(jī)軸與負(fù)載設(shè)備軸同心，否則運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定易產(chǎn)生振動(dòng)，輕則導(dǎo)致電刷與換向器的換向片之間打火，使電刷磨損加劇，換向性能變差，使用周期變短；重則

導(dǎo)致?lián)Q向器環(huán)火，換向片之間短路而影響電機(jī)換向，致使電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若振動(dòng)過大會(huì)燒毀電機(jī)，甚至毀壞整流裝置。除安裝方面的因素外，如果運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所聯(lián)接負(fù)載的振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致上述情況的發(fā)生。

2.2 環(huán)境要求

直流電動(dòng)機(jī)最好是在干燥無塵的環(huán)境下運(yùn)行。若塵粒積聚在換向器上會(huì)使電刷與換向器之間接和下限位開關(guān)，用于指示磨輥的限位。還有3個(gè)模擬信號：磨輥位置、磨輥壓力、磨體振動(dòng)。還有來自DCS的磨輥壓力的設(shè)定信號。操作人員可以調(diào)節(jié)磨輥的壓力。

2.3.2 磨輥的升降操作

（1）發(fā)“啟動(dòng)潤滑裝置”命令時(shí)，產(chǎn)生“磨輥上升”命令，直到3個(gè)磨輥都達(dá)到上限為止。這是磨輥的準(zhǔn)備位置。（2）當(dāng)輥磨主電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，磨輥仍保持上限位置。（3）當(dāng)喂料機(jī)啟動(dòng)時(shí)，磨輥下降，啟動(dòng)加壓，進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。（4）當(dāng)喂料機(jī)停止時(shí)，磨輥上升，停止加壓。（5）當(dāng)輥磨主電機(jī)停止時(shí)，磨輥下降，3min后下降停止。（6）發(fā)“停止?jié)櫥b置”命令時(shí)無操作。以上是磨輥完整的升降操作過程。

2.3.3磨輥的調(diào)壓操作

物料喂入輥磨的工作臺(tái)后，3個(gè)磨輥開始對物料進(jìn)行碾壓粉磨。磨輥的壓力是可測量和可調(diào)節(jié)的。在磨輥上有一個(gè)壓力測量（模擬量），壓力信號輸入到PLC，再從PLC傳送給DCS系統(tǒng)，顯示磨輥壓力。另外，DCS系統(tǒng)有一個(gè)壓力設(shè)定值可供操作員設(shè)定，從DCS系統(tǒng)傳送給PLC。在PLC程序中，自動(dòng)檢查壓力測量與壓力設(shè)定值是否相等，根據(jù)其差值的正負(fù)來調(diào)節(jié)，使壓力測量達(dá)到設(shè)定值要求。工作臺(tái)上物料的厚度由磨輥位置信號測量，輥磨的振動(dòng)信號用來監(jiān)視磨體振動(dòng)情況。觸時(shí)打火，嚴(yán)重時(shí)則導(dǎo)致?lián)Q向器環(huán)火。即使很小的飛灰有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電樞回路瞬間短路，致使整流裝置保護(hù)動(dòng)作，使電機(jī)不能正常運(yùn)行。另外，若電機(jī)內(nèi)部的外來雜質(zhì)和灰塵過多也會(huì)影響電機(jī)散熱，甚至使電機(jī)絕緣下降。而水泥廠生產(chǎn)線上一般都是高粉塵的環(huán)境，為避免上述情況發(fā)生，直流電動(dòng)機(jī)的安裝環(huán)境一定要注意采取防塵措施。

2.3通風(fēng)散熱要求

依據(jù)Z4電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該系列電機(jī)均采取強(qiáng)迫外通風(fēng)冷卻方式，因此，通風(fēng)散熱對Z4系列直流電動(dòng)機(jī)非常重要。通風(fēng)散熱不好，電機(jī)溫度上升，若溫升過高會(huì)使勵(lì)磁繞圈絕緣下降，甚至導(dǎo)致勵(lì)磁繞組短路，波及轉(zhuǎn)子，燒毀電機(jī)。嚴(yán)重時(shí)在燒毀電機(jī)的同時(shí)，擊穿整流裝置勵(lì)磁回路或電樞回路整流橋中的電器元件。直流電動(dòng)機(jī)大多采用另裝鼓風(fēng)機(jī)的外冷卻散熱方式。應(yīng)當(dāng)注意，無論是在現(xiàn)場還是在中控啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，都應(yīng)使鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行作為必要條件。

2.4電機(jī)接線要求

電機(jī)接線即電機(jī)的電樞和勵(lì)磁端子的接線。每次接線前應(yīng)檢查接線柱與標(biāo)記是否相符，參照所提供的接線圖，按照要求的轉(zhuǎn)向，牢固可靠地接線。相鄰的電纜以及與接線盒內(nèi)壁要保持盡可能大的距離。應(yīng)注意檢查電機(jī)內(nèi)部電纜接線是否牢固，以避免內(nèi)部線纜因接觸不良而打火使勵(lì)磁回路或電樞回路短路，造成控制柜內(nèi)勵(lì)磁回路或電樞回路一次側(cè)快熔保險(xiǎn)熔斷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)擊穿整流裝置內(nèi)部勵(lì)磁回路或電樞回路整流橋上的電器元件。

2.5電刷及刷架

電刷及其刷架決定電機(jī)良好的換向性能和運(yùn)行可靠性。一般原電機(jī)上的電刷是經(jīng)過研磨的，通常只須檢查電刷在刷握中的活動(dòng)情況以及磨損情況，并防止電刷引出線觸及換向器表面。如電刷在長期運(yùn)行后需更換，則必須使用相同或相應(yīng)品種的電刷，否則將不利于換向，或使換向器受損。換上新探刷后要按正確的方法研磨好。刷架的維護(hù)主要是保持絕緣部分的清潔。帶刷握的刷架在制造廠已調(diào)到符合運(yùn)行條件的最佳位置，即中性區(qū)域，應(yīng)注意拆裝后一定要在原位置安裝，否則會(huì)影響換向性能，且會(huì)引起電刷火花。

2.6換向器

換向器在長期低負(fù)載運(yùn)行的情況下，易被磨損，特別是由于環(huán)火造成換向器表面不光滑需要重磨。對于表面嚴(yán)重不光滑，甚至換向片間嚴(yán)重短路的換向器要用鋒利的車刀在車床上精車，車好后用銼刀或鋼鋸條對換向片間的云母下刻1-1.5mm，然后手工清理倒角，去除毛刺和雜質(zhì)，再將表面磨

2.7日常維護(hù)

電機(jī)的日常維護(hù)主要是清灰，檢查軸承、換向器、刷握及電刷。電機(jī)的冷卻風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)要定期清灰和更換，電機(jī)內(nèi)部也要時(shí)常進(jìn)行灰塵的清吹。尤其要注意電刷的磨損率（超過1＼3要更換），換向器的滑動(dòng)面是否光澤清潔及與電刷的接觸是否良好，刷握中的電刷是否活動(dòng)自如等等。對所有這些情況，應(yīng)制定維護(hù)規(guī)程并嚴(yán)格遵照執(zhí)行。

3直流傳動(dòng)控制柜的維護(hù)

直流傳動(dòng)控制柜包括下列主要元件：電源進(jìn)線隔離開關(guān)、斷路器、主接觸器、控制回路斷路器、進(jìn)線電抗器、勵(lì)磁和電樞供電回路熔斷器，以及作為核心部件的西門子-系列整流裝置等。該整流裝置是三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置（可單象限或四象限運(yùn)行），用于直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁供電，完成調(diào)速任務(wù)。我廠選用的單象限運(yùn)行裝置，其功率部分電路采用三相全控整流橋B6C，勵(lì)磁回路采用單相半控整流橋B2HZ。利用整流裝置本身的參數(shù)設(shè)定單元及外接的顯示操作單元，可進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和修改以及啟停設(shè)備?？蛇x擇給定值和反饋值為數(shù)字量或模擬量，所有的控制調(diào)節(jié)及附加功能都由功能極強(qiáng)的16位微處理器來實(shí)現(xiàn)。