直流牵引电机的故障诊断及其预防措施.pdf

移 直流牵 引电机 的故 障诊断及其预 防 秒 德 铜矿王宣 忠刘发明 0 一 t ～ 【 摘要】 来矿 设 备上 嚣的 流电 机的 故障直 接 影响 设 备的 兜好 率， 故障 诊断 是一 琐系统 而复朵的 J l 作 笔者结音2 r ． 作实践 ，升绍了直流牵引电机常见故障的诊断和排除方法，以变恻削析 r 渗断故障蚋步骤 关 键 墅型 ， ， 塑 獗 施 T HE TROUBLE DI AGNOS I S AND PREVENTI VE M EAS URES 0F Dl RE【 ’ T CURRENT DRⅣ I NG M OTOR De x i n g Co p p e r M i n e W a n g Xu a n z h o n g Li u F a mi n g 【 A B S T A C r 】D i r e c t c u r r e n i m o t o r i s o n e o f t h e k e y p a r t s o f min i n g e q u i p me n t I t a f f e c t s t h e a v a i l a b i l i t y 0 f t h e e q u i p me n t d i r e c t l y wh e n i t g o e s d o wn．Th e t r o u b l e d i a g n o s i s wo r k ； S s y s t e ma t i c a n d c o mp l e x Ba s e d o n a u t h o r S e x p e r i e n c e ， t h e c o mmo n t r o u b l e s h o o t i n g me t h o d o f d i r e c t c u r r e n t t l l o t o 1 s i s d s c u s s e d a n d a I l e x a mp l e g i v e n KEY W ORDS Di r e e t～ c u r r e n t d r i v i n g mo t o r Tr o u h l e d i a g n o s i s n o n b l s h o o t i n g 1 前言 德兴铜矿自 8 0年代初 以来相继引进和 采用了国内大量先进的重型采矿设备，这些 进 口和国产设备的驱动直流牵引电机的维修 全部依赖 国内外 电机生产厂家 ，1 9 9 3年以 后德 铜矿开始自行修理 这些牵引电机出 现故障后 ，如何迅速诊断，找 出故障根源 ， 尽快修复电机、为生产赢得时间尤为重要 ， 笔者结合多年的工作实践 ，对直流牵引电机 的故障诊断及检测方法作以介绍。 2 故障诊 断及检测方法 2 l 外观检查 直流牵引电机的外观检查虽然不能得出 一 个准确答案 ，但可以通过它来初步分析故 障原因，为进一步 “ 确诊”打下基础。 1 氧化膜的检查。如果电机出现故障 时换向器氧化膜较好，则一般认为是电枢或 定子瞬间接地，引起电机故障，或是换向器 j 花过大，甚至环火引发的故障 2 电刷、刷握、刷杆的检查。主要检 查刷握固定是否牢固，位置是否正确 ，电刷 在刷盒内是否滑动 自如，间隙是否适当，备 刷握弹簧压力是否均匀。 3 电刷触面的检查。电刷接触面的作 用是通过电枢电流 ，要求并检查接触面是否 达 到 7 5 ％以上 。 4 定转子绕组。检查定转子绕组的外 表是否变黑 ，如发黑必须确定是 由于换向火 花引起的，还是绕组本身故障引起的 2 ． 2定子绕组 L 匝l甸短路。励磁 、换向极绕组有无 匝问短路 ，常用直流压降法检查 ，将工频交 流电通过调压器再整流后加到励磁绕组或换 向极端上，然后用直流电压表分别测量每个 励磁绕组 或换向极上的直流压降，如图 1所示。 如各磁极上直流电压相等 ，则表示绕组 无短路现象 ，反之，直流压降最小的则此极 上励磁绕组 有短路现象，该法检测非 常准 确 。 有色矿山】 9 蛐 增 维普资讯 围 1 定予 绕组 匝 间短路检 谢示 意 图 1 一定子铁心；2 一定子绕组 ； 3 一电压表；4 转子 2 定子绕组接地。首先用兆欧表检 查绕组绝缘电阻，以区分存在接地或绝缘受 潮，如接地则 对半查找，直至找到故障绕 组 。 当查到故障绕组后 ，在无法确定短路点 位置 时 ，可用交 流 2 2 0 V试灯 进行检查 。发 生放电声、电火花成烟雾处即为短路点。 2 ． 3电枢绕组 1 匝间短路。匝闻短路故障，采用较 先进 的 “ T A型便携式 电机 匝问耐压检测 仪”来检查。 该仪器采用脉冲放电原理，可产生 1 0 0 ～ 5 0 0 V的脉冲电压 幅值 ，且 电压连续可 调，用户可根据待测电机的可能故障类型选 择不同的电压波型和幅值。将此脉冲电压加 到牵引电机电枢换向器的相邻换向片上 ，即 可对电枢的匝间绝缘状态进行检测。 检测时当故障指示灯亮或峰值电压表指 示值下降为定标峰值 的 8 0 ％以下时，则表 明有匝问短路故障 ，而故障指示灯亮时峰值 电压表的指示有几种情况 第一种情况峰值电压大大减少，表明 为低阻短路 金属性短路 第二种情况 峰值电压减少不明显，表 明为高阻短路 炭粉性短路 ； 第三种情况峰值电压大大增加 甚至 峰值表表头满偏 ，表示绕组近于开路 或完 全开路 。 2 电枢接地 接地点查找 、采用查 找电枢接地点的方法为毫伏表法及渐近法 ， 毫伏表法不直观 ，而渐近法又必须先拆除几 片换向器上引线，很不方便 ，采用 “ T Z一2 型接触电阻检测仪”检查，可以通过测得的 数据来分析确定接地点。 T Z一2 型接触电阻检测仪是一种微欧级 的接触电阻测量仪器 ，常用于测量直流牵引 电机 的换 向器 片间 电阻 ，利用它测接触 电阻 的灵敏性。在查找接地点时 如图 2所示 将 T Z一2型接触电阻检测仪的探头一端接 地转轴上，另一端接在换向片上，逐片测量 换向片与转轴的接触电阻，越接近接地点 ， 测得的电阻数据越小，电阻最小的一片则为 连接接地线圈的换向片。如测得数据如表 L 所示 ，则第九片为连接对地绕组的换向片。 图 2电枢接地 点 查找 图 1 一电枢绕组2 --换向器；3 一转轴 i 4 - - T Z 一2型植 泌仪 该 方法用 于检查 1 6 8 r I 1 3电铲提 升 电机 K一9 2 5 电枢接 地 点 ，迅速 、准 确地 找 到 了接地 点。 2 ． 4 整机检查项 目 牵引电机维修后 需空载运行 2小时左 右，使碳刷充分磨合 ，在此过程中检查电机 各部分温度 ，是维修后电机稳定运行的根本 保证。如有某项不过关，应马上解决。检查 项 目如下 1 定转子绝缘电阻检查。 2 空转检查各部分温升，如换向器温 度过高 ， 则应适当调低弹簧压力。 3 碳刷接触面 7 5 ％以上及碳刷在 直魂牵引电机的故障诊断及其预防措施王宣忠等 邮编 3 3 4 2 2 4 维普资讯 表 L 换向片电阻值 换 向片l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 l 2 1 3 1 4 l 5 1 6 电阻值／ m r 2 8 3 7 9 7 5 7 l 6 5 6 0 5 7 5 3 4 5 5 3 5 7 6 0 6 5 7 l 7 5 7 9 刷握 中的灵 活程度检查 。 4 氧化膜形成情况 检查 ，如果是换 向 困难的 电机还需人工制造氧 化膜 。 5 轴 承的温度及有无 漏油现象检查 这些检查方法成功地 运用 到直流 电机 的 维修，明显缩短 了维修周期。整机检查项 目 改变了过去电机返修率较高的局面，使 电机 质量得到 明显提高 。 3 应 用实践 采场牙轮钻机 上 的 5 0 k w 回转牵引 电机 Z YZ 5 0 ／ 1 55 0 ，故障频繁 ，曾委托 电机 生产厂家维修 ，返修率较高。1 9 9 4年 6月至 1 9 9 5 年 6月，曾维修过 3 O余台次，经过检 查分析，故障原因可概括为以下几类 1 电源 电压不稳定。由于钻机附近有 电铲等大负荷设备 ，电铲运行时造成电网电 压波动 ，从 而使钻机 的电源 电压不稳定 。当 钻头遇到大块 ，而电网电压较低，电机换 向 火花加 大 ，严 重时 造 成 环火 ，引起 电机故 障 。 2 控制电源误动作 。根据直流电机 电 势平衡方程式 UEI a R a 可知 n U l a R a ／ C e o 式 中 E 电势 ； r a 电枢 电流 ； 0 磁通 ； u 电枢 电压 ； Ra 一电枢 电阻 ； c 一电势常数 ； n 电机 转速 。 如果励磁回路跳闸或断路，电机会产生 “ 飞速”现象 ，造成转子无纬带及线圈甩开。 此时操作人员应先把 电枢 电源断开 并马上给 上励磁，可把故障限制到最小。 3 雨雪飘 人 电机 内。该 回转 电机 为户 外作业 ，电机为 防护式 ，雨水 可从换 向器端 窗 口飘人 电机 内，吸附在 换 向器 上造成 片问 短路。根据此情况，在修理时在电机上加装 了一个 防雨罩 ，使该 台电机运行情况 良好 。 4 由于电机露 天运行 ，灰 尘进入 电机 内部，加上电机本身的碳粉，容易产生溶蚀 作用，形成电流通过刷杆 “ 爬电”现象。该 情况应通过加强 日常维护来避免 。 5 电机作用环境温度突变或电机长时 间运行后停电检修，电机 由高温降到低温状 态时，极 易在 换向器表 面产生 “ 凝露”现 象。此时 ，若开动钻机 ，换 向器和电刷磨耗 加快 ，锈蚀金属件 ，严重时将烧毁电机 6 接杆、卸杆时电机频繁正反转 ，在 卸杆时 电机处 于差复励 运行状态 ，而且卸 杆 时负荷为一种冲击负荷。这也是牙轮钻直流 电机故障频繁的重要原因之一 。 7 电机正转时 正常工作、接杆时的 转 向为积复励 ，反 转 卸杆 时转 向 为差 复励。积复 励式 电机 具 有较 大 的起 动转 矩 ， 外特性较软，多用于起动转矩大的驱动系统 中。差复励电机外特性较平，有时还 出现上 翘 ，一般用于起动机矩小转速较平稳 的小型 恒压系统中。钻机改造 ，使其无论在接杆 、 卸杆和正常运行时 ，都为积复励运行状态 。 4 结 语 综上所述 ，直流牵引电机的故障诊断是 一 项 比较系统而且复杂 的工作。通过故障诊 断，可以了解电机运行 中，哪一环节 I 起故 障，从而在修理过程中加以解决。还可以系 统地认识并总结直流牵 引电机的故障类型， 提高修理速度和质量 ，从而为采矿设备的正 常运行提供保障。 有色矿山1 9 9 9 增刊 维普资讯