淺談給煤電動機過熱簡單處理方法

吳長波

（神華國能寶清煤電化有限公司，黑龍江 雙鴨山 155600）

每臺爐有8臺給煤機，功率分別為7.5kW（變頻器為11kW）和15kW（變頻器為18.5kW），采用AB 22P變頻器，設備投運后，電動機運行電流一般分別在12A和18A左右，電動機為變頻專用電機，但電動機外殼溫度達到70℃，特別是夏天，環(huán)境溫度高，電機本體溫度更高，影響給煤機安全運行，臨時外加750W的軸流風機輔助散熱，電機發(fā)熱問題一直困擾著維護人員。

1 變頻器參數(shù)設置和矢量控制方式

給煤機是恒轉(zhuǎn)矩類負載的機械，選用具有低速恒轉(zhuǎn)矩、機械動態(tài)特性好、抗負載沖擊功能的變頻器，為了實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，采用加大變頻器容量的辦法，并采用矢量控制方式。變頻器容量不能完全代表一個變頻器的實際帶載能力，只有變頻器額定電流是能反映變頻器負載能力的關鍵參數(shù)。因此，變頻器的額定電流總是要大于電動機的額定電流為依據(jù)來選擇變頻器容量，電動機額定功率只作為參考。所以，確定變頻器容量前應了解設備的工藝及電動機參數(shù)，并適當留有一定的裕度。

為適應給煤機動態(tài)性能需要，給煤機變頻器采用無速度傳感器的矢量控制調(diào)速方式，在變頻器中先進行參數(shù)設置，如電機額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、加減速時間、輸出頻率及其下限、輸出電流及其下限，以及本地、故障復位等參數(shù)進行設置，其他參數(shù)在變頻器出廠時已設置好，按缺省參數(shù)即可，如果更改，更改的功能碼應按實際負載類型進行相應調(diào)整，如果參數(shù)調(diào)整不當，變頻器運行性能會下降，甚至導致變頻器無法啟動等問題。AB 22P變頻器默認是矢量控制調(diào)速方式，也可以在變頻上設置L361=1轉(zhuǎn)矩性能模式，變頻器通電進行電動機參數(shù)自動檢測、自動辯別、自適應，變頻器會根據(jù)辯別結(jié)果自動調(diào)整控制算法的有關參數(shù)，然后再投入正式運行。如果在變頻器和電動機之間接有電抗器，會影響變頻器自動檢測的準確度，所以在進行自動檢測前，應暫時將電抗器配件拆除。

矢量控制主要是適用于動態(tài)性能要求，當?shù)皖l運行時，比如，在1Hz時，也能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩；在整個頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，都具有較硬的機械特性，使機械特性基本上都是平行的；動態(tài)響應好，動態(tài)響應時間一般都小于100ms。

矢量控制是分別控制電動機的轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流，并通過控制電動機定子繞組上的電壓頻率使電動機轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流與電動機相應的磁通量達到一致，以實現(xiàn)無速度傳感器的矢量控制，可按下面公式對異步電動機的實際轉(zhuǎn)速進行近擬推算。

式中，fn為電機實際轉(zhuǎn)速；T2為電動機轉(zhuǎn)子電路時間常數(shù)；I2為轉(zhuǎn)矩電流；Im為勵磁電流；I2為定子電流。

2 給煤電動機過熱

異步交流電動機是按正弦波電源設計的，而交-直-交變頻器的逆變部分是將直流轉(zhuǎn)換為三相交流電，通過控制IGBT導通、關斷來實現(xiàn)三相交流電流的輸出，給煤機變頻器逆變采用PWM方式，輸出電流與正弦波幅值等效，但電流波形是由一系列矩形波組成的。因變頻器逆變回路產(chǎn)生了多次電流諧波，在電動機定子繞組回路中就會含有多次諧波，增加了電動機繞組銅損耗和鐵心損耗，繞組的損耗與頻率的平方根成正比，鐵心的損耗與頻率的平方成正比，由于諧波引起附加損耗，從而導致電機本體發(fā)熱，溫度比較高。同時，電機過熱和諧波會影響電機絕緣，縮短電機的使用壽命。

3 處理方法

（1）變頻參數(shù)不當引起電機發(fā)熱。給煤機變頻器驅(qū)動的電動機不一定是變頻器廠家生產(chǎn)的配套電動機，在變頻器中輸入設備參數(shù)時，應根據(jù)實際電動機銘牌數(shù)據(jù)進行輸入，變頻器電機電流參數(shù)按電機額定電流設置，并且電機過載保護電流倍數(shù)不能選擇過大，若設置過大，電機超載時變頻器不能按電機的實際允許電流保護電機，從而引起電機過載發(fā)熱，電機過載電流倍數(shù)P033按缺省值設置（當達到額定電流時持續(xù)60S，報電機過載故障跳閘）；按銘牌設置電機轉(zhuǎn)速，如果設置轉(zhuǎn)速超過電機額定轉(zhuǎn)速，電機在額定頻率點會以更高的轉(zhuǎn)速運行在恒功率區(qū)，轉(zhuǎn)速越高，輸出的轉(zhuǎn)矩越小，從而引起電機電流過大發(fā)熱；電動機的定子接線分為星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)，要根據(jù)聯(lián)結(jié)不同，其額定輸入電壓也不一樣，應根據(jù)電動機聯(lián)結(jié)類型進行設定。變頻專用電動機都配有散熱風機，在電動機銘牌上有兩個不同的額定電流值，變頻器參數(shù)設置應是驅(qū)動電機的額定電流值。

（2）設置空間矢量改善變頻器的輸出波形。變頻器內(nèi)部設置了空間矢量算法，它是把三相量作為一個整體，與基準矢量幅值、方向相同的兩個空間調(diào)節(jié)合成輸出，輸出波形的畸變比較低，可使變頻器輸出諧波量幅值相應減小。這可通過設置A169=0實現(xiàn)，降低電動機工作時諧波發(fā)熱及噪聲。

（3）檢查電機散熱風機轉(zhuǎn)向。電機散熱風機運行方向要與風機上標示的旋轉(zhuǎn)方向一致，方向不一致時，風機不能發(fā)揮足夠的散熱效果，導致給煤電動機本體熱量散發(fā)不出去，引起電動機發(fā)熱。

（4）提高散熱風機通風量。15kW電機原配有60W散熱風機，通風量為609m3/h，更換成80W散熱風機，通風量提高到960m3/h；7.5kW電機原配有55W散熱風機，通風量為337m3/h，更換成150W散熱風機，通風量提高到640m3/h。

（5）在變頻器輸出端增加電抗器。變頻器輸出的電流波形為矩形波，為使輸出平滑，在變頻器輸出端加裝輸出電抗器，不同品牌變頻器廠家配套的輸出電抗器參數(shù)不一樣，AB 22P變頻器配套電抗器型號為1321-3R35-B，電流35A，電感量0.8mH（18.5kW變頻器）、1321-3R25-B，電流25A，電感量為1.2mH（11kW變頻器）。

經(jīng)以上處理后，電動機本體溫度明顯下降。

4 結(jié)語

變頻器專用電機具有很好的轉(zhuǎn)矩特性，需要與變頻器進行配合才能得到理想效果，變頻器合理的參數(shù)設置和通電調(diào)試是很重要的。通過增加散熱風機功率，提高通風量，有利于電動機本體散熱。電動機電纜較長時，可增設變頻器輸出電抗器，電機電流波形失真會得到很大改善，降低電動機本體額外溫升。