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文檔簡介
1、<p><b> 中文摘要</b></p><p> 摘要:工程機電設備安裝施工完成之后,通常要對電動機及其所帶的機械作單機起動調試。調試運行的目的是考驗設備設計、制造和安裝調試的質量,驗證設備連續(xù)工作的可靠性。在實際工作中往往會碰到意想不到的異常現(xiàn)象,使電機起動失敗而跳閘。為了便于事后分析,在電機起動之前,我們就應做好事前準備工作,對電器、二次回路接線、電動機及機械裝置等進行
2、檢查,并對檢查的結果加以分析。本文著重介紹電動機起動失敗的幾類主要現(xiàn)象,并分析其起動失敗的原因及采取的對策。 </p><p> 關鍵詞:機電設備 安裝 試運行 電動機 機械裝置 異?,F(xiàn)象 對策 </p><p><b> 英文摘要</b></p><p> Abstract: mechanical and electrical engi
3、neering equipment installation and construction completed, usually to the motor and the machine as a single start debugging. Commissioning is designed to test equipment design, manufacture and installation of quality, co
4、ntinuous working reliability verification equipment. In practical work, often can encounter a beat all abnormal phenomenon, so that the motor starting failure trip. In order to facilitate the analysis, in the motor befor
5、e starting, we shoul</p><p> Key words: Electrical and mechanical equipment installation and trial run of motor mechanical device abnormal phenomenon countermeasure</p><p><b> 前言</b&g
6、t;</p><p> 機電設備安裝工程是機電行業(yè)的重要組成部分。其施工質量的優(yōu)劣將直接影響工程質量。在機電設備工程安裝施工完成之后,要對電動機及其所帶的機械作單機試運行。調試運行設備是在施工單位人員的操作下。按照正式生產或使用條件和要求進行較長時間的工作運轉,與項目設計要求進行對比。目的是考驗設備設計、制造和安裝調試的質量,驗證設備連續(xù)工作的可靠性,對設備性能作一次檢測,并將檢測數(shù)據(jù)與設備制造的出廠記錄的數(shù)據(jù)
7、進行比較,對設備工程的質量作出評價。在實際工作中設備試運行往往會碰到意想不到的異?,F(xiàn)象,使電動機起動失敗而跳閘,較大容量的電動機機會變更多一些。</p><p> 進入21世紀,我國經濟與國際全面接軌,進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機電設備既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機,也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的國際市場競爭的壓力,加速推進機電設備的發(fā)展是解決機電制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。隨著制造
8、業(yè)對機電設備的大量需求以及計算機技術和現(xiàn)代設計技術的飛速進步,機電設備的應用范圍還在不斷擴大,并且不斷發(fā)展以更適應生產加工的需要。本文在簡要分析了電動機起動失敗的幾類主要現(xiàn)象,并分析其起動失敗的原因及采取的對策。 </p><p><b> 第一章 緒論</b></p><p> 近幾十年來,隨著電力電子技術、微電子技術及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,大、中、小功率電動
9、機在工農業(yè)生產及人們的日常生活中都有極其廣泛的應用,特別在制造行業(yè)中更需要大量的電動機。由于電動機的發(fā)展及廣泛的應用,所以它的故障分析與解決越來越重要。本設計著重介紹電動機起動失敗的幾類主要現(xiàn)象,并分析其起動失敗的原因及采取的對策。 </p><p> 一、電動機在制造業(yè)中的地位與作用</p><p> 電機在自然界各種能源中,電能具有大規(guī)模集中生產、遠距離經濟傳輸、智能化自動控制的突
10、出特點,它不但己成為人類生產和生活的主要能源,而且對近代人類文明的產生和發(fā)展起到了重要的推動作用。與此相呼應,作為電能生產、傳輸、使用和電能特性變換的核心裝備,電機在現(xiàn)代社會所有行業(yè)和部門中也占據(jù)著越來越重要的地位。</p><p> 電機 對電力工業(yè)本身來說,電機就是發(fā)電廠和變電站的主要設備。首先,火電廠利用汽輪發(fā)電機(水電廠利用水輪發(fā)電機)將機械能轉換為電能,然后電能經各級變電站利用變壓器改變電壓等級,再進
11、行傳輸和分配。此外,發(fā)電廠的多種輔助設備,如給水泵、鼓風機、調速器、傳送帶等,也都需要電動機驅動。 在機器制造業(yè)和其它所有輕、重型制造工業(yè)中,電動機的應用也非常廣泛。各類工作母機,尤其是數(shù)控機床,都須由一臺或多臺不同容最和型式的電動機來拖動和控制。各種專用機械,如紡織機、造紙機、印刷機等也都需要電動機來驅動。一個現(xiàn)代化的大中型企業(yè),通常要裝備幾千乃至幾萬臺不同類型的電動機。 在冶金工業(yè)中,高爐、轉爐和平爐都須由若干臺電動機來
12、控制,大型軋鋼機常由數(shù)千乃至數(shù)萬千瓦的電動機拖動。近代冶金工業(yè),尤其是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)、電氣化和自動化程度非常高,所用電機的數(shù)最和型式就更多了。 在石油和天然氣的鉆探及加壓泵送過程中,在煤炭的開采和輸送過程中,在化學提煉和加工設備中,在電氣化鐵路和城市交通以及作為現(xiàn)代化高速交通工具之一的磁懇浮列車中,在建筑、醫(yī)藥、糧食加工工業(yè)中,在供水和排灌系統(tǒng)中,在航空、航天領域,在制導</p><p> 特別是近30
13、年來,伴隨著電力電子技術和計算機技術的進步,尤其是超導技術的重大突破和新原理、新結構、新材料、新工藝、新方法的不斷推動,電機發(fā)展更是呈現(xiàn)出勃勃生機,其前景是不可限最的。</p><p> 二、我國電動機的發(fā)展狀況及前景</p><p> ?。ㄒ唬┪覈妱訖C的發(fā)展狀況</p><p> 1、我國大功率電機的發(fā)展</p><p> 中國電機
14、的應用和起步很晚,但發(fā)展很快。</p><p> 中國在文化大革命中已經生產和應用,例如江蘇、浙江、北京、南京、四川都生產,而且都在各行業(yè)使用,驅動電路所有半導體器件都是完全國產化的,當時是全分立元器件構成的邏輯運算電路,還有電容耦合的輸入的計數(shù)器,觸發(fā)器, 環(huán)形分配器。中等耐壓的大功率半導體器件也完全國產化。當時應用的是線切割機,都是快走絲的。線切割機的X-Y平臺絲桿就用步進電動機驅動。當時的圖紙是全國公開,
15、給個曬藍圖的費用就行了。</p><p> 隨著改革開放政策方針的實施,80年代我國電機發(fā)展很迅速。</p><p> 步進電機的細分控制,在改革開放初期,國內就已經基本掌握,這與交流電動機的矢量控制相比,難度要低得多。在衛(wèi)星、雷達等應用場合,中國在文化大革命后期,就生產了力矩電機,就產生了環(huán)形力矩電機。</p><p> 我國直線電機的研究和應用發(fā)展是從20
16、世紀70年代初開始的。1972年,浙江大學在國內首先翻譯了一本《直線感應電動機》譯文集,后由科學出版社出版發(fā)行,爾后,上海大學、上海電機廠、中科院電工所等又編譯了一些直線電機的書籍并出版,近兩年來,浙江大學又連續(xù)出版了3本直線電機著作,國內開展直線電機應用研究的單位主要有:中科院電工所、西安交通大學、浙江大學、上海大學、太原工業(yè)大學、焦作礦業(yè)學院等。主要成果有工廠行車、電磁錘、沖壓機、摩擦壓力機,磁分選機、玻璃攪拌、拉伸機、送料機、粒子
17、加速器、郵政分揀機、礦山運輸系統(tǒng)、計算機磁盤定位系統(tǒng)、自動繪圖儀、直線電機驅動遙控(電動)窗簾機、直線電機驅動門、炒茶機等,我國直線電機研究雖然也取得了一些成績,但與國外相比,其推廣應用方面尚存在很大差距,目前,國內不少研究單位已越來越注意到這點。</p><p> 90年代至今,我國的大功率電機已在重工業(yè)上應用很廣,技術相對成熟。</p><p> 2、小功率電機的發(fā)展</p&
18、gt;<p> 我國小功率電機產業(yè)經過四十年的發(fā)展,特別是改革改革開放20多年以來的快速發(fā)展,取得了長足進步。</p><p> 小功率電機產業(yè)在我國的發(fā)展分兩個階段。第一階段,順應我i過家電業(yè)發(fā)展的需要,應用于風扇、空調器、冰箱、洗衣機、排油煙機、小家電、保健器具等產品的夏普功率電機,國內企業(yè)通過技術引進,設備引進吸收,已縮小了同發(fā)達國家的差距,部分產品的技術水平已達到國際現(xiàn)金水平,企業(yè)具有很
19、強的自主研發(fā)能力、自主知識產權,也形成了一些具有廣泛市場知名度的產品品牌。電機產品在自身大量出口歐美等國際市場的同時隨著風扇、空調器等家電主機產品暢銷國際市場,成為我國機電出口業(yè)務的主要部分。第二階段,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,車用小功率電機的需求也迅速增長,帶動了以永磁直流電機為主題的車用功能性小功率電機的興起。</p><p> ?。ǘ┪覈妱訖C的發(fā)展前景</p><p> 目前,我
20、國大大小小的電機廠上千家,盡管企業(yè)數(shù)量龐大,但相當一批是小型企業(yè)。專家指出,由于生產廠家多、產量大,形成了互相搶占市場壓價競爭局面。產品質量參差不齊、相互壓價競爭、行業(yè)利潤微博等現(xiàn)象,已成為影響電機企業(yè)生存和發(fā)展的主要原因。</p><p> 電機本身是勞動密集型產品,達不到一定量的生產規(guī)模很難產出效益,所以利潤十分微薄。據(jù)了解,即使在一些效益比較好的企業(yè),去年的純利潤也達不到5%。同時,由于大部分小企業(yè)生產工
21、藝不過關,點擊恒業(yè)還存在大量產品質量不合格的現(xiàn)象。據(jù)調查,我國電機企業(yè)的廢品、次品、返修品等不良損失平均在10%左右,而國外工業(yè)發(fā)達國家的電機企業(yè)不合格水平一般為0.3%。</p><p> 近幾年來,我國的點擊恒業(yè)也涌現(xiàn)了一批產量規(guī)模大,產品水平、質量好,技術裝備先進的企業(yè)。但是,還沒有哪一家的產品份額能在國內市場上占到統(tǒng)治地位。中小電機至今還沒有形成具有國際影響力的品牌。電機行業(yè)急需重新整合、優(yōu)勝劣汰,這已
22、成為電機行業(yè)的發(fā)展趨勢。專家指出,電機行業(yè)雖然是一個老傳統(tǒng)工業(yè),然而各行各業(yè)配套電機不可缺少。而且,一些較大的電機企業(yè)占地面積大,所處地段好,收購兼并后,將會給收購者帶來非常豐厚的效益和財源。電機行業(yè)掀起了一股購并熱潮。博山水泵廠收購博山電機廠,美的集團控股清江電機廠,浙江臥龍公司控股湖北電機廠,浙江金龍公司兼并湖南常德電機廠······一批新鮮血液注入了古老的電機行業(yè)。業(yè)內人
23、士認為這些被收購兼并的企業(yè)原來大多是國有企業(yè),產品生產又替丁的裝備基礎和技術力量。唄收購兼并后,注入了流動資金,經營體制也有國企一套改變?yōu)槊駹I機制,這樣以來,產業(yè)規(guī)模擴大了,幾只靈活了,企業(yè)效益也上去了。</p><p> 此外,許多境外企業(yè)也紛紛到中國投建獨資和合資企業(yè)。美國喬丹集團收購廣東順德電機廠、日本東芝公司新建大連東芝電機廠、香港大同公司在上海松江新建電機廠等。顯然,這些境外公司在收購和新建工廠的同事
24、,也帶來了資金、現(xiàn)金技術和管理經驗;同時,由于企業(yè)的產品絕大部分都是出口外銷,是我國電機出口量大增。無疑,國內企業(yè)的兼并重組和外資企業(yè)的進入,促進了電機行業(yè)結構的進一步優(yōu)化,同時也促進了行業(yè)發(fā)展和技術進步。聯(lián)合開發(fā)新產品事半功倍,一直以來,我國中小型電機產品存在這產品結構不合理,技術含量不高的問題。雖然,我國電機出口額和進口額基本相當,然而出口與進口的產品數(shù)量相差很大,國家每年要花去大量外匯進口許多國內繼續(xù)的派生、專用系列電機產品。&l
25、t;/p><p> 專家指出,在結構和品種方面,與偶遇節(jié)約能源的需要和滿足新型產業(yè)產品配套的需求,特殊專用派生系列產品將會有更大的發(fā)展。如高效永磁同步電動機,與可再生能源和風能、太陽能、潮汐能、燃氣等新能源發(fā)電配套的發(fā)電機都將得到快速發(fā)展。另外,中型高低壓電動機、高壓大功率潛水電泵需要量也急速增長。</p><p> 我國是一個制造大國,電動機的發(fā)展關系到我國的經濟發(fā)展,我們應該在加大我國
26、傳統(tǒng)機電設備發(fā)展速度的同時積極利用先進的技術手段大力發(fā)展電動機。力爭早日實現(xiàn)機電產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制造的轉變,實現(xiàn)中國制造到中國創(chuàng)造從制造大國到制造強國的轉變。</p><p><b> 第二章 選擇電動機</b></p><p><b> 電動機的選擇原則</b></p><p> 電動機
27、的選用,主要從選用的電動機的功率、工作電壓、種類、型式及其保護電器考慮。</p><p><b> 1.功率的選擇</b></p><p> 選用電動機的功率大小是根據(jù)生產機械的需要所確定的。</p><p> (1)連續(xù)運行電動機功率的選擇</p><p> 對于連續(xù)運行的電動機,先算出生產機械的功率,所選用的
28、電動機的額定功率等于或大于生產機械的功率即可。</p><p> 例如,帶動車床切削的電動機功率為:P==(kW)</p><p> 式中P1為車床的切削功率;F為切削力(N);v為切削速度(m/min);η1為傳動機構的效率。</p><p> (2)短時運行電動機功率的選擇</p><p> 短時運行電動機的功率可以允許適當過載.
29、設過載系數(shù)為λ,則電動機的額定功率可以是生產機械所要求的功率的。</p><p> 如上例是短時切削加工車床,其電動機的功率為;</p><p><b> P=(kW)</b></p><p> 2.種類和型式的選擇</p><p><b> (1)種類的選擇</b></p>
30、<p> 選擇電動機的種類是從交流或直流、機械特性、調速與起動特性、維護及價格等方面考慮。</p><p> 因為生產上常用的是三相交流點,如沒有特殊要求,多采用交流電動機。由于三相鼠籠式異步電動機結構簡單,堅固耐用,工作可靠,價格低廉,維護方便;其缺點是調速困難,功率因數(shù)較低,起動性能較差。因此,在要求機械特性較硬而無特殊要求的一般生產機械的拖動,如水泵、通風機、運輸機、傳送帶和機床都采用鼠籠式
31、異步電動機。</p><p> 繞線式電動機的基本性能與鼠籠式相同。其特點是起動性能較好,并可在不大的范圍內平滑調速。但是它的價格較鼠籠式電動機為貴,維護亦較不便。因此,只有在某些必須采用繞線式電動機的場合,如起重機、鍛壓機等,大多采用鼠籠式異步電動機。</p><p> (2)結構形式的選擇</p><p> 在不同的工作環(huán)境,應采用不同結構形式的電動機,以
32、保證安全可靠地運行。電動機常用的結構形式有:開啟式、防護式、封閉式和防爆式,如下圖所示。</p><p> 3.電壓和轉速的選擇</p><p> 電動機電壓等級的選擇,要根據(jù)電動機的類型,功率以及使用地點的電壓來決定。電動機的額定轉速根據(jù)生產機械的要求而決定,一般采用盡量高轉速的電動機。</p><p> 第三章 電動機的檢查、故障分析與對策</p&g
33、t;<p> 一、電動機起動前的檢查與試運行檢查</p><p> (一) 啟動前的檢查</p><p> ?。?) 新安裝的或停用三個月以上的電動機,用兆歐表測量電動機各項繞組之間及每項繞組與地(機殼)之間的絕緣電阻,測試前應拆除電動機出線端子上的所有外部接線。通常對500V以下的電動機用500V兆歐表測量,對500~3000V電動機用1000V兆歐表測量其絕緣電阻,按
34、要求,電動機每1kV工作電壓,絕緣電阻不得低于1兆歐,電壓在1k伏以下、容量為了1000千瓦及以下的電動機,其絕緣電阻應不低于0.5兆歐。如絕緣電阻較低,則應先將電動機進行烘干處理,然后再測絕緣電阻,合格后才可通電使用。 </p><p> ?。?) 檢查二次回路接線是否正確,二次回路接線檢查可以在未接電動機情況下先模擬動作一次,確認各環(huán)節(jié)動作無誤,包括信號燈顯示正確與否。檢查電動機引出線的連接是否正確,相序和旋
35、轉方向是否符合要求,接地或接零是否良好,導線截面積是否符合要求。</p><p> ?。?)檢查電動機內部有無雜物,用干燥、清潔的200-300kPa的壓縮空氣吹凈內部(可使用吹風機或手風箱等來吹),但不能碰壞繞組。</p><p> ?。?) 檢查電動機銘牌所示電壓、頻率與所接電源電壓、頻率是否相符,電源電壓是否穩(wěn)定(通常允許電源電壓波動范圍為±5%),接法是否與銘牌所示相同。
36、如果是降壓起動,還要檢查起動設備的接線是否正確。</p><p> ?。?) 檢查電動機緊固螺栓是否松動,軸承是否缺油,定子與轉子的間隙是否合理,間隙處是否清潔和有無雜物。檢查機組周圍有無妨礙運行的雜物,電動機和所傳動機械的基礎是否牢固。</p><p> (6) 檢查保護電器(斷路器、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器等)整定值是否合適。動、靜觸頭接觸是否良好。檢查控制裝置的容量是否合適,熔
37、體是否完好,規(guī)格、容量是否符合要求和裝接是否牢固。。</p><p> ?。?) 電刷與換向器或滑環(huán)接觸是否良好,電刷壓力是否符合制造廠的規(guī)定。</p><p> ?。?) 檢查啟動設備是否完好,接線是否正確,規(guī)格是否符合電動機要求。用手扳動電動機轉子和所傳動機械的轉軸(如水泵、風機等),檢查轉動是否靈活,有無卡澀、摩擦和掃膛現(xiàn)象。確認安裝良好,轉動無礙。</p><p
38、> ?。?) 檢查傳動裝置是否符合要求。傳動帶松緊是否適度,聯(lián)軸器連接是否完好。</p><p> ?。?0)檢查電動機的通風系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)是否正常。觀察是否有泄漏印痕,轉動電動機轉軸,看轉動是否靈活,有無摩擦聲或其它異聲。</p><p> (11)檢查電動機外殼的接地或接零保護是否可靠和符合要求。</p><p> ?。ǘ╇妱訖C試運行過程中檢
39、查</p><p><b> ● 啟動時檢查</b></p><p> ?。?)電動機在通電試運行時必須提醒在場人員注意,傳動部分附近不應有其它人員站立,也不應站在電動機及被拖動設備的兩側,以免旋轉物切向飛出造成傷害事故。</p><p> ?。?)接通電源之前就應作好切斷電源的準備, 以防萬一接通電源后電動機出現(xiàn)不正常的情況時(如電動機不能
40、啟動、啟動緩慢、出現(xiàn)異常聲音等)能立即切斷電源。使用直接啟動方式的電動機應空載啟動。由于啟動電流大,拉合閘動作應迅速果斷。</p><p> ?。?)一臺電動機的連續(xù)啟動次數(shù)不宜超過3~5次,以防止啟動設備和電動機過熱。尤其是電動機功率較大時要隨時注意電動機的溫升情況。</p><p> (4)電動機啟動后不轉或轉動不正?;蛴挟惓B曇魰r,應迅速停機檢查。</p><p
41、> ?。?)使用三角啟動器和自耦減壓器時,軟啟動器或變頻啟動時必須遵守操作程序。</p><p><b> ● 試運行時檢查</b></p><p> ?。?)檢查電動機轉動是否靈活或有雜音。注意電動機的旋轉方向與要求的旋轉方向是否相符。</p><p> ?。?)檢查電源電壓是否正常。對于380V異步電動機,電源電壓不宜高于400V,
42、也不能低于360V。</p><p> ?。?)記錄起動時母線電壓、起動時間和電動機空載電流。注意電流不能超過額定電流。</p><p> (4)檢查電動機所帶動的設備是否正常,電動機與設備之間的傳動是否正常。</p><p> ?。?)檢查電動機運行時的聲音是否正常,有無冒煙和焦味。</p><p> ?。?)用驗電筆檢查電動機外殼是否有
43、漏電和接地不良。</p><p> ?。?)檢查電動機外殼有無過熱現(xiàn)象并注意電動機的溫升是否正常,軸承溫度是否符合制造廠的規(guī)定(對絕緣的軸承,還應測量其軸電壓)。三相異步電動機的最高容許溫度和最大容許溫升見表1—1。</p><p> 表1—1 三相異步電動機的最高容許溫度</p><p> (周圍環(huán)境溫度為+40ºC)</p><
44、p> (8)檢查換向器、滑環(huán)和電刷的工作是否正常,觀察其火花情況(允許電刷下面有輕微的火花)。</p><p> (9)檢查電動機的軸向竄動(指滑動軸承)是否超過表1—2的規(guī)定。測量電動機的振動是否超過表1—3的數(shù)值(對容量為40千瓦及以下的不重要的電動機,可不測量振動值)。</p><p> 表1—2 電動機軸向允許竄動量</p><p> 注:向兩
45、側的軸向竄動范圍,系根據(jù)轉子磁場中心位置確定。</p><p> 表1—3 電動機的允許振動值</p><p> 轉貼于 中國論文下載中心 http://www.studa.net </p><p> 二、 電動機發(fā)生故障的原因</p><p> 電動機發(fā)生故障的原因可分為內因和外因兩類:</p><p>&l
46、t;b> ?。ㄒ唬┕收贤庖颍?lt;/b></p><p> ?。?)電源電壓過高或過低。</p><p> (2)起動和控制設備出現(xiàn)缺陷。</p><p><b> ?。?)電動機過載。</b></p><p> (4)饋電導線斷線,包括三相中的一相斷線或全部饋電導線斷線。</p><
47、;p> ?。?)周圍環(huán)境溫度過高,有粉塵、潮氣及對電機有害的蒸氣和其它腐蝕性氣體。</p><p><b> ?。ǘ┕收蟽纫颍?lt;/b></p><p> (1)機械部分損壞,如軸承和軸頸磨損,轉軸彎曲或斷裂,支架和端蓋出現(xiàn)裂縫。所傳動的機械發(fā)生故障(有摩擦或卡澀現(xiàn)象),引起電動機過電流發(fā)熱,甚至造成電動機卡住不轉,使電動機溫度急劇上升,繞組燒毀。</p
48、><p> ?。?)旋轉部分不平衡或聯(lián)軸器中心線不一致。</p><p> ?。?)繞組損壞,如繞組對外殼和繞組之間的絕緣擊穿,匝間或繞組間短路,繞組各部分之間以及換向器之間的接線發(fā)生差錯,焊接不良,繞組斷線等。</p><p> (4)鐵芯損壞,如鐵芯松散和疊片間短路?;蚪壘€損壞,如綁線松散、滑脫、斷開等。</p><p> ?。?)集流裝置
49、損壞,如電刷、換向器和滑環(huán)損壞,絕緣擊穿。震擺和刷握損壞等。</p><p> 三、電動機起動失敗的原因分析與對策</p><p> 以圖1所示的典型電路,即其一次回路的短路保護是使用斷路器QF(或熔斷器),控制電器接觸器K,熱繼電器FT作過載保護(有時FT接在電流互感器二次側回路中)為例,來介紹電動機起動失敗的異常現(xiàn)象,并分析其起動失敗的原因及采取的對策。</p>&l
50、t;p> ?。ㄒ唬╇妱訖C的控制與保護</p><p> ● 電動機一起動立即跳閘,即瞬動跳閘:</p><p> ?。?)斷路器QF瞬動跳閘 QF瞬動跳閘,會使人懷疑是否發(fā)生了短路故障,一般而言,設備安裝完畢,在有關的開關柜內先將導電物等清除干凈,再作絕緣耐壓試驗,各部位都符合要求后方可帶電試車。所以短路故障可能較少,而且凡發(fā)生短路故障均有跡象可查,或有火花?;蛴薪篃煔馕?,同時兼有
51、異常聲音,事后再作絕緣試驗,能發(fā)現(xiàn)絕緣已損壞。最迷惑不解的是一切都好,但斷路器仍然發(fā)生瞬動跳閘,此時應確認斷路器選擇的脫扣電流值是否合理。如40KW的電動機,其額定電流約80A。在選擇用斷路器時,選用脫扣電流100A似乎可以了,而且瞬時電流倍數(shù)為10,可達1000A,足以躲開電動6 IN的起動電流,似乎不應該有問題。但如果考慮下列因素之后,原因便清楚了。</p><p> 1斷路器整定值,制造允許誤差老產品為&
52、#177;20%、新產品為±10%,碰得不巧,所選用的斷路器正好是—20%的誤差,所以其實際瞬動脫扣電流值得注意 1000×(1-20%)=800(A)。</p><p> 2電動機的起動電流6 IN通常指周期分量。在起始的2至3個周邊中。非周期分量的作用很明顯,兩者疊加有時峰值可達到額定值的13倍。即40KW電動機的額定電流為80A,其起始(峰值)起動電流可達13×80=1040
53、(A),超過了上述的800A。這個峰值出現(xiàn)在起始的1~2個周波,若用熔斷器作短路保護是不會分斷的,而斷路器,特別是帶限流特性的高分斷能力的斷路器,動作都是相當靈敏,會因此而跳閘。對策是提高斷路器脫扣電流值?,F(xiàn)在有一些型號的斷路器,其整定值是可調的,(國產的斷路器整定值可調的相對較少,進口的斷路器整定值可調的較多)改動很方便。當然更多的是固定不可調的,那只好更換斷路器。</p><p> ?。?)熔斷器的瞬時熔斷與
54、短延時分斷 如果一次回路是用熔斷器作保護電器,一般而言,凡是新設備且熔斷器規(guī)格選擇合理的,在故障時不會發(fā)生瞬時熔斷的現(xiàn)象。但下列情況,應予以重視。熔斷器熔斷體嚴重受傷,但還維持著薄弱的電氣導通性能,一旦起動電流通過時,該熔斷體即熔斷。如果正好是控制回路所接的一相,那么接觸器線圈失電,即造成接觸器失壓跳閘,合閘失敗。</p><p> 有兩種情況能使熔斷器受傷:其一是機械外力作用,外殼破裂,導致熔斷體受傷,此種情
55、況是可觀察到的:另一種是已在其它場合使用過的熔斷器,曾發(fā)生過相間短路故障(這種情況發(fā)生的可能性極少)。如果熔斷的一相不是控制回路的同相,接觸器不會因此而失壓跳閘,便表現(xiàn)為電動機缺相運行。此時電動機轉矩不足,無法起動,表現(xiàn)堵轉狀態(tài),電流值始終維持在6 IN左右。熱保護因此而動作,接觸器跳閘,起動失敗。此時應更換全部熔斷器(因為其它兩相熔斷器也因長時期6 IN工作電流而影響其特性),排除其它原因后再起動。當然在此過程中,必須注意電流表指示值
56、,確保無其它異常情況。</p><p> (3)接觸器K瞬動跳閘 K 起動時瞬動跳閘有兩個原因:</p><p> 1二次回路故障 如果從電壓表上看,起動時電壓沒有太大的跌落,原因便在二次回路,可以從以下幾個方面逐一檢查。</p><p> a 二次回路熔斷器FU熔斷:通常大家不重視二次回路熔斷器的選擇。不管接觸器的容量大小,選用額定電流2A的熔斷體(熔芯)很
57、多。對于小容量的接觸器問題不大,當接觸器容量達250A時,接觸器線圈起動容量達1KVA以上(如B型接觸器),如果使用~220V的線圈,其電流可達到4.5A,2A的熔斷體便可能熔斷,這就造成接觸器線圈失電,合閘失敗。此時信號燈均熄滅,很容易判斷原因,只要將熔斷器換成功10A的即可。若再發(fā)生熔斷,那么要尋找其它有什么地方發(fā)生了短路。</p><p> b合閘回路接觸器K自保持觸點故障: K的輔助觸點一直用來作接觸器
58、合閘后的自保持,但該輔助觸點在制造及校核時,歷來不被制造商重視,會較多的遇到接觸不良的情況。因它是常開的,接觸不良在合閘前是不會發(fā)覺的,合閘后的自保持全靠該觸點,接觸不良便于工作不能自保持,接觸器線圈失電跳閘,合閘便失敗。發(fā)現(xiàn)此種情況,應再按一次按鈕,此時注意合閘時接觸器輔助觸點動作情況,再檢查一下觸頭上無雜物污染。若有,應用砂紙將雜物、污染物擦去,再試合一下即可。</p><p> c 自控聯(lián)鎖觸點工作不正常
59、: 有一些電動機是有聯(lián)鎖控制的,如鍋爐房鼓風機與引風機(在引風機未起動工作時,鼓風機不能起動);多個皮帶機組成的流水線或輸送系統(tǒng)(上一個皮帶機未工作,下一個皮帶機不能起動);水泵高液位自動停車等。</p><p> 圖3-1控制回路中,在跳閘按鈕SSTP與FT之間串聯(lián)相關的自控聯(lián)鎖觸點,在單機試車時,應將自控聯(lián)鎖觸點臨時短接。在聯(lián)動試車時,應解除臨時短接線。自控聯(lián)鎖觸點工作狀態(tài)不良,那么合閘便有困難(這種事故有
60、時是因觸點抖動而瞬動跳閘,有時是合閘不上)。</p><p> 2一次母線電壓過低 要保證接觸器K可靠吸合,其線圈電壓不得低于額定電壓的85%。如果電動機比較大,供電線路離電源又較遠,在起動時由于起動電流較大,線路壓降就要大一些,很可能低于額定電壓85%,接觸器無法吸合,這從電壓表上可以觀察到。對策是在接觸器所處的母線上設置補償電容。因為電動機起動時70%是無功電流,設置電容補償以減少流過供電線路的電流。補償?shù)?/p>
61、電容量可按電動機額定容量的80%考慮。如仍不夠,可增加電容量直至電動機能起動時為止。當然也可通過相關的計算來確定。</p><p> ● 降壓起動失敗跳閘</p><p> 降壓起動失敗跳閘有兩種情況。兩種情況成因是不同的。</p><p> (1)在未切至全電壓時即跳閘 這種情況往往是電動機端電壓不足造成的,此時從監(jiān)測到電壓情況便可判斷。造成端電壓過低的原因
62、是:一方面可能是變電所至配電室供電線路過長,另一方面可能是降壓電抗(或電阻)值偏大,致使電動機端電壓過低,起動轉矩不足以克服負荷轉矩,電動機如堵轉一般,電流始終不衰減,熱保護到時動作跳閘,起動失敗。</p><p> 如果是供電線路過長可設法用電容補償方法,提高配電室母線電壓。當然電容器應是可調節(jié)的,以免電動機停機時母線電壓過高。</p><p> 如果是電抗過大,則設法減小電抗值,使
63、得母線電壓與電動機端電壓均有妥當?shù)臄?shù)值,各方面工作都正常。</p><p> (2)降壓過程是成功的,在投切至全電壓運行時跳閘 在電動機從降壓階段至全電壓工作的切換過程中,有一供電間隙(如Y—△起動),此時因電動機內有乘磁,它的電磁場的情況與停機是不同的,有自己的極性方向,類似發(fā)電機。當合至電網(wǎng)時由于相位不一致,有時會造成大的沖擊,其電流甚至會超過全電壓起動的情況,出現(xiàn)意料不到的斷路器過流動作,或接觸器失壓跳閘
64、。這種狀況往往是有時起動能成功,有時起動要失敗,有很大的偶然性。成功的原因是兩個相位接近或完全相同,相位差就很小,二次起運沖擊電流很小,起動便能成功。</p><p> 這種情況,100kw以上的電動機發(fā)生的較多,因為其乘磁能量大。遇到這種情況應使用電抗器降壓,用短接電抗來達到全電壓起動目的。其過程中間沒有供電間隙,就不會產生上述情況。</p><p><b> ● 短延時跳
65、閘</b></p><p> 電動機起動過程中,跳閘時間不足1s的為短延時跳閘。其異常現(xiàn)象不多見,上述熔斷器不良是其中之一。另外,帶有接地保護的斷路器,其漏電動作整定值偏小,因電動機的饋贈電線路在敷設中絕緣受傷,漏電流值偏大,有時會導致接地保護動作。為防止誤動作,接地保護通常有0.2~0.5s的短延時,此時,便反映為短延時動作跳閘。這種情況在新線路上不易發(fā)生,在舊的線路上此類故障比較多,一般而言,通
66、過絕緣檢查是能發(fā)現(xiàn)此故障的。</p><p> 此外,短延時跳閘原因是上一級保護誤動作。如圖4—2所示,QF1的整定值是正確的,而QF整定值比QF1大,但有Mn等電動機負荷的存在,當M1起動時,有6 IN起動電流存在,QF保護越級動作,此往往表現(xiàn)為短延時,同時Mn等電動機也從運行中跳閘,表象很清楚,很容易識別。對策是提高QF的整定值。</p><p><b> ● 長延時跳閘
67、</b></p><p> 跳閘動作時間在5s以上的為長延時跳閘。其原因多在電動機一端。</p><p> ?。?)電動機端電壓不足 在一些碼頭、水源地等場所,由于種種原因,無法設置變電所。這些電動機離變電所配電室較遠,電動機容量又較大,在起動時電動機控制中心的母線電壓不是太低,接觸器能可靠合閘。但電動機端電壓不足,不能拖動相關的機泵運轉,相當于堵轉狀態(tài),時間一長,熱保護便動
68、作跳閘。</p><p> 長延時跳閘更容易發(fā)生在電動機容量大。供電線路長,雙采取了降壓起動的場合。有些制造商根據(jù)電動機容量較大的狀況,出廠時配置了降壓起動裝置,使用者誤以為降壓起動設備有比無好,也就用上去了。其結果是電動機端電壓更低,問題更突出。當電動機與其電動機控制中心相距較遠,例如大于200m時,其線路本身也能限制起動電流值,那時就不一定需要降壓起動了。當然這是要經過計算下結論的。</p>
69、<p> 電動機端電壓要保證多少數(shù)值才能確保機泵的起動,理論上是可以通過計算求得的。如在初次起動時,就有可能起動失敗。這時需要監(jiān)測電動機端電壓,當電動機端電壓在60%及以下時,應采取措施。優(yōu)先的辦法是在電動機端并聯(lián)電容,如前面所述的那樣。但電容量不必太大,按電動機功率因數(shù)0.8為依據(jù),補償至0.95為宜,這也是供電設計規(guī)范中所推崇的就地補償方式。這樣不但改善了電動機端電壓水平,而且也補償了功率因數(shù)。如在選擇電動機時不清楚起動
70、電流倍數(shù),就只能適當?shù)胤糯笠恍Ь€截面,以減少線路的阻抗和電壓降。</p><p> ?。?)電動機反轉 有一些機泵,正轉與反轉,起動轉矩是不一樣的。例如大型冷卻塔風機,反轉時盡管能起動成功,但負荷電流始終超過額定電流,熱保護自然要動作。發(fā)生此情況,可檢查一下轉向是否正確,發(fā)生電流偏大,轉向有誤,只要將電動機饋線相位變一下,使電動機正向轉動即可。</p><p> ?。?)機泵安裝有誤 有
71、一些風機,其葉輪角度是可調的。葉輪角度不同時,風機提供的風量是不同的,所需電動機功率也是不同的。原來需要的風量不大,而風機安裝時葉輪角度調節(jié)成了大風量時的角度,與所提供的電動機不協(xié)調,便造成長時期過載而導致熱保護動作,起動失敗。</p><p> 另外,還有一些屬于電動機及其機泵聯(lián)結上不妥的場合,也會造成上述情況,上述情況可請制造商來處理解決。</p><p> ?。?)熱保護選用不正確
72、 有一些風機,如大直徑類型的,起動慣量大,必須的時間達10s或更長。普通的熱繼電器如是10A級的可確保在7.2IN、10s內不動作,超過10s便難以保證了。如果發(fā)生此種情況,可改用20級(動作時間20s)或30級(動作時間30s)。</p><p> ?。ǘ╇妱訖C常見故障及排除方法</p><p> 異步電動機的故障可分為機械故障和電氣故障兩類。機械故障如軸承、鐵心、風葉、機座、轉軸等
73、故障,一般比較容易觀察與發(fā)現(xiàn);電氣故障主要是定子繞組、電刷等導電部分出現(xiàn)的故障。由于電動機的結構型式、制造質量、使用和維護情況的不同,往往可能出現(xiàn)同一故障有不同外觀現(xiàn)象,或同一外觀現(xiàn)象引起不同的故障。因此要正確判斷故障,必須先進行認真細致的觀察、研究和分析。然后進行檢查與測量,找出故障所在,并采取相應的措施予以排除。</p><p><b> 1、 調查</b></p>&l
74、t;p> 首先了解電機的型號、規(guī)格、使用條件及使用年限,以及電機在發(fā)生故障前的運行情況,如所帶負荷的大小、溫升的高低、有無不正常的聲音、操作情況等等,并認真聽取操作人員的反映。</p><p><b> 2、 察看故障現(xiàn)象</b></p><p> 察看的方法要按電機故障情況靈活掌握,有時可以把電動機上電源進行短時運轉,直接觀察故障情況,再進行分析研究。有
75、時電機不能上電源,通過儀表測量或觀察來進行分析判斷,然后再把電機拆開,測量并仔細觀察其內部情況,找出其故障所在。</p><p> 異步電動機常見的故障現(xiàn)象,產生故障的可能原因及故障處理方法如表所示。</p><p> 異步電動機的常見故障及排除方法</p><p> ?。ㄈ╇妱訖C運行中的監(jiān)視與維護</p><p> 電動機在運行時,
76、要通過聽、看、聞等及時監(jiān)視電動機,以期當電動機出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時能及時切斷電源,排除故障。具體項目如下:</p><p> ?。?)聽電動機在運行時發(fā)出的聲音是否正常。電動機正常運行時,發(fā)出的聲音應該是平穩(wěn)、輕快、均勻、有節(jié)奏的。如果出現(xiàn)尖叫、沉悶、摩擦、撞擊、振動等異聲時,應立即停機檢查。觀察電動機有無振動、噪聲和異常氣味 電動機若出現(xiàn)振動,會引起與之相連的負載部分不同心度增高,形成電動機負載增大,出現(xiàn)超負荷運行
77、,就會燒毀電動機。因此,電動機在運行中,尤其是大功率電動機更要經常檢查地腳螺栓、電動機端蓋、軸承壓蓋等是否松動,接地裝置是否可靠,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。噪場聲和異味是電動機運轉異常、隨即出現(xiàn)嚴重故障的前兆,必須隨時發(fā)現(xiàn)開查明原因而排除。</p><p> ?。?)通過多種渠道經常檢查。檢查電動機的溫度及電動機的軸承、定子、外殼等部位的溫度有無異常變化,尤其對無電壓、電流指示及沒有過載保護的電動機,對溫升的監(jiān)視更為重要
78、。電動機軸承是否過熱,缺油,若發(fā)現(xiàn)軸承附近的溫升過高,就應立即停機檢查。軸承的滾動體、滾道表面有無裂紋、劃傷或損缺,軸承間隙是否過大晃動,內環(huán)在軸上有無轉動等。出現(xiàn)上述任何一種現(xiàn)象,都必須更新軸承后方可再行作業(yè)。注意電動機在運行中是否發(fā)出焦臭味,如有,說明電動機溫度過高,應立即停機檢查原因。</p><p> ?。?)保持電動機的清潔,特別是接線端和繞組表面的清潔。不允許水滴、油污及雜物落到電動機上,更不能讓雜物
79、和水滴進入電動機內部。要定期檢修電動機,清潔內部,更換潤滑油等。電動機在運行中,進風口周圍至少3米內不允許有塵土、水漬和其他雜物,以防止吸人電機內部,形成短路介質,或損壞導線絕緣層,造成匣間短路,電流增大,溫度升高而燒毀電動機。所以,要保證電動機有足夠的絕緣電阻,以及良好的通風冷卻環(huán)境,才能使電動機在長時間運行中保持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。</p><p> ?。?)要定期測量電動機的絕緣電阻,特別是電動機受潮時,如
80、發(fā)現(xiàn)絕緣電阻過低,要及時進行干燥處理。</p><p> ?。?)對繞線式電動機,要經常注意電刷與滑環(huán)間的火花是否過大,如火花過大。要及時做好清潔工作,并進行檢修。</p><p> (6)保持電動機在額定電流下工作 電動機過載運行,主要原因是由于拖動的負荷過大,電壓過低,或被帶動的機械卡滯等造成的。若過載時間過長,電動機將從電網(wǎng)中吸收大量的有功功率,電流便急劇增大,溫度也隨之上升,在高
81、溫下電動機的絕緣便老化失效而燒毀。因此,電動機在運行中,要注意檢查傳動裝置運轉是否靈活、可靠;連軸器的同心度是否標準;齒輪傳動的靈活性等,若發(fā)現(xiàn)有滯卡現(xiàn)象,應立即停機查明原因排除故障后再運行。 </p><p> (7)檢查電動機三相電流是否平衡 ,其三相電流任何一相電流與其他兩相電流平均值之差不允許超過10%,這樣才能保證電動機安全運行。如果超過則表明電動機有故障,必須查明原因及時排除。</p>
82、<p> ?。?)啟動設備正常工作和電動機啟動設備技術狀態(tài)的好壞,對電動機的正常啟動起著決定性的作用。實踐證明,絕大多數(shù)燒毀的電動機,其原因大都是啟動設備工作不正常造成的。如啟動設備出現(xiàn)缺相啟動,接觸器觸頭拉弧、打火等。而啟動設備的維護主要是清潔、緊固。如接觸器觸點不清潔會使接觸電阻增大,引起發(fā)熱燒毀觸點,造成缺相而燒毀電動機;接觸器吸合線圈的鐵芯銹蝕和塵積,會使線圈吸合不嚴,并發(fā)生強烈噪聲,增大線圈電流,燒毀線圈而引發(fā)故障
83、。因此,電氣控制柜應設在干燥、通風和便于操作的位置,并定期除塵。經常檢查接觸器觸點、線圈鐵芯、各接線螺絲等是否可靠,機械部位動作是否靈活,使其保持良好的技術狀態(tài)。 </p><p><b> 結論</b></p><p> 隨著經濟的發(fā)展,我國的科技水平不斷提高,機電設備逐漸被應用于各種大型控制機械設備中,而機電設備準確的安裝與調試工作是確保控制設備正常運轉的基礎
84、。本文將從機電設備的安裝與調試兩方面著重進行分析。機電設備的安裝與調試措施探討,機電設備的性能也將逐漸得到更新和完善,在實際操作中如何正確掌握其性能以及安裝調試的管理,還需要工作人員在工作中不斷積累經驗,掌握安裝與調試的原理,對于機電設備存在著的故障能夠準備的判斷和排除,才能確保機電設備的正常運轉。</p><p> 但是通過這次畢業(yè)設計我們感到自身專業(yè)知識的不足、 我們還應該進行理論和實踐雙結合,更加提升自己
85、的綜合能力。在以后的工作中才能正確的使用和掌握其性能,還需要我們在實際工作中不積累經驗,判斷電動機及控制設備存在的問題與故障處理,找出故障原因并加以分析,及時采取對策,以保證電動機及傳動設備的正常運行。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> [1]李士軍.機械維護修理與安裝.北京:化學工業(yè)出版社.2004.</p><p
86、> [2]陳則鈞 龔雯.機電設備故障診斷與維修.北京:高等教育出版社.2004.</p><p> [3]吳先文.機電設備維修技術.北京:機械工業(yè)出版社.2009.</p><p> [4]丁加軍.設備故障診斷與維修.北京:機械工業(yè)出版社.2006.</p><p> [5]王國貞.電氣設備故障檢測與維護.北京:冶金工業(yè)出版社.2011.</p&
87、gt;<p> [6]何軍.電機維修與拆裝技術.北京:電子工業(yè)出版社.2009.</p><p><b> 致謝</b></p><p> 感謝我的指導教師劉明生教授,他的嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣;他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù),都離不開你的細心指導。而你開朗的個性和寬
88、容的態(tài)度,幫助我能夠很快的融入我· 感謝我的室友們,從遙遠的家來到這個陌生的城市里,是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情,維系著寢室那份家的融洽。二年了,仿佛就在昨天。二年里,我們沒有紅過臉,沒有吵過嘴,沒有發(fā)生上大學前所擔心的任何不開心的事情。沒關系,各奔前程,大家珍重。但愿遠平平安安、快快樂樂、順順利利,也愿離開我們寢室的室友們開開心心。我們在一起的日子,我會記一輩子的。 </p><p>
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