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摘 要:同步电动机因为具有温度低、运行稳定、输出功率大,特别是支持电网电压,提高功率因数等一系列优点,所以在化工行业得到广泛应用。但是,长期以来发生同步电动机及其励磁装置损坏事故屡见不鲜。本文阐述同步电动机频繁损坏的根本原因不在电动机本身,而在励磁装置技术性能太差。针对励磁装置技术性能的缺陷,进行技术改造。
关键词:同步电动机 励磁装置 损坏 脉振
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0070-01
1 同步电动机运行中频发的问题
同步电动机因为具有温度低、运行稳定、输出功率大,特别是支持电网电压,提高功率因数等一系列优点,所以在化工行业得到广泛应用。但是,长期以来发生同步电动机及其励磁装置损坏事故屡见不鲜。经过多年运行发现,同步电动机损坏主要表现在:定子绕组端部绑线崩断,绝缘蹭坏,连接处开焊;导线在槽口处及端点断裂,齿压板松动,进而引起短路;转子励磁绕组接头处产生裂纹,开焊;短路环开焊;局部过热烤焦绝缘;转子线圈绝缘损伤;起动绕组笼条断裂;电刷滑环松动;风叶裂断;定子铁芯松动,运行中噪声增大等故障。按照电机的正常使用寿命在一定的范围内,一般电机运行所带负载及温升等主要技术指标均在额定值以下,因此电机的正常使用寿命还应更长些。但据统计所损坏的同步电动机,运行时间不长;有的电动机刚大修好,投入运行在较短的时间内再次严重损坏。
多年来,我们通过对一些同步电动机及励磁装置运行长期统计、分析和研究,对电机损坏现象作技术分析研究,对电机的起动过程、投励过程、灭磁过程、正常运行中论证,上述各项分析研究结果表明:导致电机损坏的原因不在电机本身,其根本原因在电动机外部,是电动机所配励磁装置只能满足一般基本使用功能,其技术性能很差所致。目前所用的可控硅励磁装置,电机每次起动均受损伤。定子电流也因此而强烈脉动,电机将遭受脉振转矩强烈振动,甚至在整个厂房内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失,电机起动过程所受强烈脉振是电机损伤的重要原因之一。
同步电动机励磁装置主电路是全控桥,随着电机起动过程滑差减小,转子线圈内感应电势逐步减小,当转速达到50%以上时,励磁回路感应电流负半波通路不畅,将处于时通时断,似通非通状态,造成电机产生强烈振动,损坏电机。无论是全控桥,还是半控桥,电机起动过程投励时往往听到一声沉闷的冲击声,且起动投励时投励电流越大,声音越响。一般可用减小励磁电流的方法来减轻电机的冲击,待电机起动结束后,方将励磁调正常。这是由于目前所用的可控硅励磁装置投励时所选择的“转子位置角”极不合理。这种冲击,同样使电机遭受损伤。由于可控硅励磁装置本身存在的上述缺陷,使电机在每次起动过程中均遭受强烈脉振,在投励时遭受冲击损伤,长期启动使电机产生疲劳效应,发展成电机的内部故障。上述电机起动过程中所出现的脉振,投励时受的冲击,是由于励磁装置起动回路及投励环节设计不合理所造成,通过改善起动回路及投励时合理选择转子位置角,起动过程中的脉振和投励冲击现象完全可以消除。
分离元件可控硅励磁装置采用GL型反时限继电器或用DL继电器组成的定时限过流保护兼作失步保护,而电机“过负荷”与电机“失步“是完全不同的两个概念,通过分析电机失步时的暂态过程,现场试验及实拍的电机失步暂态波形,可以充分证明:用过负荷继电器兼作失步保护,当电机失步时,它不能动作,有的虽能动作,但动作时延大大加长,实际上起不到保护电机作用。同步电机的失步事故可分为三类:即欠励失步、过励失步和断电失步。欠励失步是由于励磁系统的种种原因,使同步电动机的励磁绕组失去直流励磁或严重欠励磁,转子磁场滞后旋转磁场很大角度使同步电动机失去静态稳定,滑出同步。过励失步,是由于励磁装置故障或调节不当等原因造成励磁电流增大,电机在过励失步时,励磁系统虽仍有直流励磁,但励磁电流及定子电流都很大并且产生强烈脉振,转子磁场超前旋转磁场很大角度,有时甚至产生电磁共振和机械共振。断电失步是由于供电系统自动重合闸ZCH装置或备用电源自动BZT装置动作,及人工切换电源,使交流电机供电电源输送渠道短暂中断而导致。
在多年使用可控硅励磁装置中感到,励磁装置故障率太高,经常出现起动可控硅误导通,插件接触不良,脉冲丢失,三相电流丢波缺相,不平衡,励磁电流、电压不稳定,甚至直接引起电机失励等故障,这是由于该励磁装置的控制部分存在很多缺陷,电机运行的可靠性也因此得不到保障,它同样是引起电机损伤的重要原因。
2 减少同步电动机频繁损坏的技改措施
同步电动机故障率高,据统计绝大部分都是励磁装置技术性能太差所导致。要提高同步电动机运行的可靠性,必须对励磁装置进行适当改造,消除电机起动过程中的脉振、投励的冲击,增装可靠的的失步保护,解决运行中原控制插件经常出现接插件接触不良、欠励、缺相、丢波、三相不平衡、励磁电流、电压不稳定、灭磁性能差等技术问题。鉴于上述情况,我们针对造成电机损坏的根本原因,实行运用励磁通用控制器,成功地对原励磁装置进行了技术改造。保留原励磁装置的主回路,控制部分采用励磁装置控制器。该控制器设计科学,采用先进的技术,功能完善,操作方便,性能稳定可靠,寿命长,有利于运行操作人员监控。其外观尺寸小,安装接线十分方便。从运行多年来看,技术是先进的,方案是比较成熟的,运行十分可靠,大大降低了事故率。
3 结论
通过改造后的励磁,可以节约相当可观的费用。这一技术改造措施,已在我单位逐渐推广,所用的同步电机已经开始使用该技术,这就使得维修人员减少了劳动强度,又节约了大量费用,同时也受到了领导的充分肯定和好评。
参考文献
[1] 同步电动机原理,电气出版社,2001(6).
[2] 交流同步电动机原理,工业出版社,2003(7).
关键词:同步电动机 励磁装置 损坏 脉振
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0070-01
1 同步电动机运行中频发的问题
同步电动机因为具有温度低、运行稳定、输出功率大,特别是支持电网电压,提高功率因数等一系列优点,所以在化工行业得到广泛应用。但是,长期以来发生同步电动机及其励磁装置损坏事故屡见不鲜。经过多年运行发现,同步电动机损坏主要表现在:定子绕组端部绑线崩断,绝缘蹭坏,连接处开焊;导线在槽口处及端点断裂,齿压板松动,进而引起短路;转子励磁绕组接头处产生裂纹,开焊;短路环开焊;局部过热烤焦绝缘;转子线圈绝缘损伤;起动绕组笼条断裂;电刷滑环松动;风叶裂断;定子铁芯松动,运行中噪声增大等故障。按照电机的正常使用寿命在一定的范围内,一般电机运行所带负载及温升等主要技术指标均在额定值以下,因此电机的正常使用寿命还应更长些。但据统计所损坏的同步电动机,运行时间不长;有的电动机刚大修好,投入运行在较短的时间内再次严重损坏。
多年来,我们通过对一些同步电动机及励磁装置运行长期统计、分析和研究,对电机损坏现象作技术分析研究,对电机的起动过程、投励过程、灭磁过程、正常运行中论证,上述各项分析研究结果表明:导致电机损坏的原因不在电机本身,其根本原因在电动机外部,是电动机所配励磁装置只能满足一般基本使用功能,其技术性能很差所致。目前所用的可控硅励磁装置,电机每次起动均受损伤。定子电流也因此而强烈脉动,电机将遭受脉振转矩强烈振动,甚至在整个厂房内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失,电机起动过程所受强烈脉振是电机损伤的重要原因之一。
同步电动机励磁装置主电路是全控桥,随着电机起动过程滑差减小,转子线圈内感应电势逐步减小,当转速达到50%以上时,励磁回路感应电流负半波通路不畅,将处于时通时断,似通非通状态,造成电机产生强烈振动,损坏电机。无论是全控桥,还是半控桥,电机起动过程投励时往往听到一声沉闷的冲击声,且起动投励时投励电流越大,声音越响。一般可用减小励磁电流的方法来减轻电机的冲击,待电机起动结束后,方将励磁调正常。这是由于目前所用的可控硅励磁装置投励时所选择的“转子位置角”极不合理。这种冲击,同样使电机遭受损伤。由于可控硅励磁装置本身存在的上述缺陷,使电机在每次起动过程中均遭受强烈脉振,在投励时遭受冲击损伤,长期启动使电机产生疲劳效应,发展成电机的内部故障。上述电机起动过程中所出现的脉振,投励时受的冲击,是由于励磁装置起动回路及投励环节设计不合理所造成,通过改善起动回路及投励时合理选择转子位置角,起动过程中的脉振和投励冲击现象完全可以消除。
分离元件可控硅励磁装置采用GL型反时限继电器或用DL继电器组成的定时限过流保护兼作失步保护,而电机“过负荷”与电机“失步“是完全不同的两个概念,通过分析电机失步时的暂态过程,现场试验及实拍的电机失步暂态波形,可以充分证明:用过负荷继电器兼作失步保护,当电机失步时,它不能动作,有的虽能动作,但动作时延大大加长,实际上起不到保护电机作用。同步电机的失步事故可分为三类:即欠励失步、过励失步和断电失步。欠励失步是由于励磁系统的种种原因,使同步电动机的励磁绕组失去直流励磁或严重欠励磁,转子磁场滞后旋转磁场很大角度使同步电动机失去静态稳定,滑出同步。过励失步,是由于励磁装置故障或调节不当等原因造成励磁电流增大,电机在过励失步时,励磁系统虽仍有直流励磁,但励磁电流及定子电流都很大并且产生强烈脉振,转子磁场超前旋转磁场很大角度,有时甚至产生电磁共振和机械共振。断电失步是由于供电系统自动重合闸ZCH装置或备用电源自动BZT装置动作,及人工切换电源,使交流电机供电电源输送渠道短暂中断而导致。
在多年使用可控硅励磁装置中感到,励磁装置故障率太高,经常出现起动可控硅误导通,插件接触不良,脉冲丢失,三相电流丢波缺相,不平衡,励磁电流、电压不稳定,甚至直接引起电机失励等故障,这是由于该励磁装置的控制部分存在很多缺陷,电机运行的可靠性也因此得不到保障,它同样是引起电机损伤的重要原因。
2 减少同步电动机频繁损坏的技改措施
同步电动机故障率高,据统计绝大部分都是励磁装置技术性能太差所导致。要提高同步电动机运行的可靠性,必须对励磁装置进行适当改造,消除电机起动过程中的脉振、投励的冲击,增装可靠的的失步保护,解决运行中原控制插件经常出现接插件接触不良、欠励、缺相、丢波、三相不平衡、励磁电流、电压不稳定、灭磁性能差等技术问题。鉴于上述情况,我们针对造成电机损坏的根本原因,实行运用励磁通用控制器,成功地对原励磁装置进行了技术改造。保留原励磁装置的主回路,控制部分采用励磁装置控制器。该控制器设计科学,采用先进的技术,功能完善,操作方便,性能稳定可靠,寿命长,有利于运行操作人员监控。其外观尺寸小,安装接线十分方便。从运行多年来看,技术是先进的,方案是比较成熟的,运行十分可靠,大大降低了事故率。
3 结论
通过改造后的励磁,可以节约相当可观的费用。这一技术改造措施,已在我单位逐渐推广,所用的同步电机已经开始使用该技术,这就使得维修人员减少了劳动强度,又节约了大量费用,同时也受到了领导的充分肯定和好评。
参考文献
[1] 同步电动机原理,电气出版社,2001(6).
[2] 交流同步电动机原理,工业出版社,2003(7).