一起傳動裝置主電機編碼器損壞跳電事故分析

程麗娟，竟靜靜，何強龍

（1.新疆工程學院，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆兵團興新職業(yè)技術學院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

某廠精軋機組下輥生產(chǎn)中發(fā)生了傳動主電機編碼器損壞，裝置跳閘停機故障?，F(xiàn)場設備技術人員對設備進行了檢查，第一次精軋第四道次拋完鋼后跳電，下輥主傳動報警，根據(jù)經(jīng)驗現(xiàn)場技術人員檢查主傳動柜內(nèi)同步電源（106V）正常，又到35kV的PT柜檢查保險未熔斷，通知生產(chǎn)繼續(xù)軋鋼。第二次下輥主傳動報警，檢查主傳動柜內(nèi)同步電源開關均正常，緊固線路未發(fā)現(xiàn)接觸松動，通知生產(chǎn)繼續(xù)軋鋼。對SA60模塊狀態(tài)及其插槽緊固，未發(fā)現(xiàn)異常，通知生產(chǎn)模擬軋鋼，運行過程中啟動電流過大，拋鋼后下輥又跳電，被迫停產(chǎn)開始檢修。更換SA60模塊，檢查測試SA60模塊上部電源、連接線路，對SA60模塊到EP22板上連接排線重新插拔、檢查，對電源控制柜內(nèi)的線路檢查，斷路器測試，線路緊固。最后更換主電機編碼器后設備再次投入正常運行[1]。主電機編碼器由于安裝質(zhì)量差，造成編碼器損壞是本次事故的直接原因。

1 事件處理

第一階段；主要檢查同步電壓，柜內(nèi)接線。

精軋機曾經(jīng)由于35kV PT柜內(nèi)的保險熔斷，同時報出上述A相、B相、C相故障?，F(xiàn)場電工根據(jù)經(jīng)驗2次檢查，都未發(fā)現(xiàn)問題，通知生產(chǎn)繼續(xù)軋鋼。因為精軋機上下輥主電機共用一個同步電源，如果同步電源有問題應該上、下主傳動柜都會報故障，電氣工作人員繼續(xù)檢查下輥傳動柜，再次測量下輥同步電源三相平衡106V，送電將未軋完鋼板送過精軋機。當現(xiàn)場電工觸及同步電源Q20開關上端時，下輥又跳閘?？刂苹芈吠ｋ?，將Q20開關上端線緊固，Q20開關和Q21上端并線，在緊固時螺絲刀旋轉(zhuǎn)了90°，認為應該線送有虛接的可能。送電后進行模擬，現(xiàn)場電工用試電筆觸動Q20開關上端線沒有跳閘，認為問題解決了通知生產(chǎn)開始軋鋼[2-3]。之后運行過程中啟動電流過大，拋鋼后下輥又跳電被迫停產(chǎn)開始檢修。

第二階段：主要更換各種板卡。

檢查人員認為SA60模塊正常，繼續(xù)更換備件EP22電流控制卡，模擬軋鋼，還是出現(xiàn)跳閘，有時還伴隨過電流出現(xiàn)，認為EP22電流控制卡沒有問題，又將原來EP22電流控制卡換回。在模擬軋鋼過程中，分析PDA下電機啟動跳閘時電流、速度曲線，發(fā)現(xiàn)下輥啟動電流較大，電機啟動聲音較大，電機速度到-4m/s時，速度實際值不穩(wěn)定，跳閘前電流已有很大的波動[4]。

更換SA20板卡，再次檢查EP22板卡，對SIMADYN D機架與SA60之間的排線進行通斷檢測，線路緊固均未發(fā)現(xiàn)異常。將下輥主電機開環(huán)低速運行，用示波器分別檢測A、B、C三相電流的實際值和給定值波形，電流實際值跟隨給定值較好，三相波形近似。為了快速判斷問題，將A相脈沖電纜插到B相SE20.2插槽上，將B相脈沖電纜插到A相SE20.2插槽上，測B相脈沖放大板電壓正常，A相電壓為0V仍然是0V，判斷A相柜內(nèi)脈沖線有問題，用萬用表檢查電纜通斷都是好的，插上就是沒有電壓，以為插板沒有插到位，或內(nèi)部焊接虛接，打開盒蓋檢查均為正常。從粗軋將脈沖電纜拿來測試，A相6通道電壓還是0V，判斷為柜內(nèi)故障將電壓拉至0V。將6通道二次側(cè)斷開，換上脈沖放大板也沒有問題，對A相從柜6通道測量電壓正常溫升也不是很高，認為晶閘管有問題[5-6]。用萬用表對晶閘管門極和控制極測量全都正常，將A相主柜功率柜打開檢查，接線沒有松動，單個柜晶閘管也沒擊穿。

企業(yè)工程師到達現(xiàn)場后，先對現(xiàn)場上輥觸發(fā)板6通道發(fā)熱燒毀原因分析排查，最后確定為A相觸發(fā)板的多上了一個中間觸發(fā)板的螺栓，墊片磨破絕緣搭接電路板造成短路，燒毀6#通道的三極管，并對上下輥的觸發(fā)板進行測試，上輥觸發(fā)板均正常。下輥A相主柜上觸發(fā)板的一路無脈沖信號，恰好是沒有替換的脈沖放大板，更換下輥觸發(fā)板后，通知生產(chǎn)模擬均正常，企業(yè)工程師在此期間對精軋下輥的電流、電壓、關斷信號、編碼器信號監(jiān)控均正常，也對上輥的電流、電壓、關斷信號、編碼器信號監(jiān)控均正常，后多次模擬精軋上下輥都未跳電，最后通過檢查檢修正常軋鋼。

2 事件分析

2.1 技術方面原因

（1）主電機編碼器由于安裝質(zhì)量差，造成編碼器損壞是本次事故的直接原因。實際編碼器徑向偏心大于0.2mm，按HUBNER要求FGH6KK編碼器安裝徑向偏心小于0.05mm。（2）根據(jù)多次跳電時的PDA波形圖形，可以看到電機速度多在負4m/s時波動較大、頻率相同，非常有規(guī)律，并在減速過程中發(fā)生跳閘。如果脈沖放大板故障，有可能造成功率單元熔斷器損壞，而且故障應該無規(guī)律隨機性強。（3）由于更換脈沖放大板時造成印刷電路板線路短路，致使事故擴大燒損幾塊脈沖放大板。

由圖1可以看出，正常時G，K端接收來自SE20.2脈沖板的觸發(fā)脈沖信號，三極管處于高頻開關狀態(tài)，三極管的功耗較低。當G，K端被短接時，三極管處于長期導通狀態(tài)功耗上升，三極管和4.7kΩ的電阻發(fā)熱而損壞。如果編碼器零標記脈沖丟失，電流模型也會使得轉(zhuǎn)子磁場的位置角計算錯誤，從而導致電流調(diào)節(jié)器失控。如果編碼器零標記脈沖丟失，電流模型也會使得轉(zhuǎn)子磁場的位置角計算錯誤，從而導致電流調(diào)節(jié)器失控[7-8]。此外，在電壓前饋控制環(huán)節(jié)需要速度信號完成前饋電壓修正值的運算，如果編碼器發(fā)生丟脈沖現(xiàn)象，前饋電壓修正值計算錯誤使電流調(diào)節(jié)波動。

2.2 管理方面

（1）設備調(diào)試期間，人員管理不到位，未合理安排人員跟上廠家調(diào)試沒有掌握測試觸發(fā)板好壞的方法。（2）備品備件管理不到位，關鍵性備件儲備不夠，處理事故時只有拆除粗軋機備件。（3）處理事故過程中，管理不到位，造成人員混亂，不能有效的組織專人負責，造成精軋機上輥連續(xù)燒損5塊板卡。（4）軟件管理不到位，對備份的程序不能確認是否是最新程序。（5）事故處理過程中，安全監(jiān)督不到位，都由寶冶人員對高壓柜送電。（6）事故處理過程中，處理人員對圖紙、資料和控制系統(tǒng)不熟悉。

3 事件啟示及思考

（1）定期檢查編碼器振動情況，要求徑向跳動小于0.05mm。（2）交-交變頻傳動系統(tǒng)中設置有開環(huán)方式功能，這對檢查速度反饋回路的故障非常有用，當發(fā)生速度反饋回路的故障時，開環(huán)方式下就地轉(zhuǎn)動電機，用示波器檢查脈沖發(fā)生器的脈沖，正常時轉(zhuǎn)子角是連續(xù)的鋸齒波，且應該是從0°增加到360°，如果檢查出無脈沖或發(fā)現(xiàn)檢測出的波形不正常(A，B兩蹤脈沖的相位不對)，應檢查脈沖發(fā)生器及其接線。

4 總結(jié)

在本文中詳細的介紹了事故發(fā)生的過程及原因，以及處理過程，通過此次事故的發(fā)生我們發(fā)現(xiàn)如果可以對直流電機結(jié)構的機構及它的原理有詳細的了解，遇到事故時才可以及時快速的解決處理。綜上所述，如果對直流主電機所實施正確維護、保養(yǎng)，對各類報警正確處理，此類事件會大幅度降低或消除。本文給直流電機的現(xiàn)場使用者提供一些參考，以免產(chǎn)生不必要的損失。