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摘要:工程机电设备安装施工完成之后,通常要对电动机及其所带的机械作单机起动调试。调试运行的目的是考验设备设计、制造和安装调试的质量,验证设备连续工作的可靠性。在实际工作中往往会碰到意想不到的异常现象,使电机起动失败而跳闸。为了便于事后分析,在电机起动之前,我们就应做好事前准备工作,对电器、二次回路接线、电动机及机械装置等进行检查,并对检查的结果加以分析。本文着重介绍电动机起动失败的几类主要现象,并分析其起动失败的原因及采取的对策。
关键词:机电设备 安装 试运行 电动机 机械装置 异常现象 对策
1、 概述
在工程机电设备安装施工完成之后,通常要对电动机及其所带的机械作单机起动调试。调试运行设备是在施工单位人员的操作下,按照正式生产或使用的条件和要求进行较长时间的工作运转,与项目设计的要求进行对比。目的是考验设备设计、制造和安装调试的质量,验证设备连续工作的可靠性,对设备性能作一次检测,并将检测的数据与设备制造出厂记录的数据进行比较,对设备工程的质量作出评价。在实际工作中设备的试运行住住会碰到意想不到的异常现象,使电动机起动失败而跳闸,较大容量的电动机机会便多一些。为了便于事后分析,在电机起动之前,我们就应做好事前准备工作(尤其是大型电动机更需要重视),并对检查的结果加以分析。
2、 电动机起动前的检查与试运行检查
2.1 启动前的检查
(1) 新安装的或停用三个月以上的电动机,用兆欧表测量电动机各项绕组之间及每项绕组与地(机壳)之间的绝缘电阻,测试前应拆除电动机出线端子上的所有外部接线。通常对500V以下的电动机用500V兆欧表测量,对500~3000V电动机用1000V兆欧表测量其绝缘电阻,按要求,电动机每1kV工作電压,绝缘电阻不得低于1兆欧,电压在1k伏以下、容量为了1000千瓦及以下的电动机,其绝缘电阻应不低于0.5兆欧。如绝缘电阻较低,则应先将电动机进行烘干处理,然后再测绝缘电阻,合格后才可通电使用。
2.2启动时检查
(1)电动机在通电试运行时必须提醒在场人员注意,传动部分附近不应有其它人员站立,也不应站在电动机及被拖动设备的两侧,以免旋转物切向飞出造成伤害事故。
(2)接通电源之前就应作好切断电源的准备, 以防万一接通电源后电动机出现不正常的情况时(如电动机不能启动、启动缓慢、出现异常声音等)能立即切断电源。使用直接启动方式的电动机应空载启动。由于启动电流大,拉合闸动作应迅速果断。
(3)一台电动机的连续启动次数不宜超过3~5次,以防止启动设备和电动机过热。尤其是电动机功率较大时要随时注意电动机的温升情况。
(4)电动机启动后不转或转动不正常或有异常声音时,应迅速停机检查。
(5)使用三角启动器和自耦减压器时,软启动器或变频启动时必须遵守操作程序。
2.3试运行时检查
(1)检查电动机转动是否灵活或有杂音。注意电动机的旋转方向与要求的旋转方向是否相符。
(2)检查电源电压是否正常。对于380V异步电动机,电源电压不宜高于400V,也不能低于360V。
(3)记录起动时母线电压、起动时间和电动机空载电流。注意电流不能超过额定电流。
(4)检查电动机所带动的设备是否正常,电动机与设备之间的传动是否正常。
(5)检查电动机运行时的声音是否正常,有无冒烟和焦味。
(6)用验电笔检查电动机外壳是否有漏电和接地不良。
3、电动机起动失败的原因分析与对策
T3.1电动机的控制与保护
(1)断路器QF瞬动跳闸 QF瞬动跳闸,会使人怀疑是否发生了短路故障,一般而言,设备安装完毕,在有关的开关柜内先将导电物等清除干净,再作绝缘耐压试验,各部位都符合要求后方可带电试车。所以短路故障可能较少,而且凡发生短路故障均有迹象可查,或有火花。或有焦烟气味,同时兼有异常声音,事后再作绝缘试验,能发现绝缘已损坏。最迷惑不解的是一切都好,但断路器仍然发生瞬动跳闸,此时应确认断路器选择的脱扣电流值是否合理。如40KW的电动机,其额定电流约80A。在选择用断路器时,选用脱扣电流100A似乎可以了,而且瞬时电流倍数为10,可达1000A,足以躲开电动6 IN的起动电流,似乎不应该有问题。但如果考虑下列因素之后,原因便清楚了。
1断路器整定值,制造允许误差老产品为±20%、新产品为±10%,碰得不巧,所选用的断路器正好是—20%的误差,所以其实际瞬动脱扣电流值得注意 1000×(1-20%)=800(A)。
2电动机的起动电流6 IN通常指周期分量。在起始的2至3个周边中。非周期分量的作用很明显,两者叠加有时峰值可达到额定值的13倍。即40KW电动机的额定电流为80A,其起始(峰值)起动电流可达13×80=1040(A),超过了上述的800A。这个峰值出现在起始的1~2个周波,若用熔断器作短路保护是不会分断的,而断路器,特别是带限流特性的高分断能力的断路器,动作都是相当灵敏,会因此而跳闸。对策是提高断路器脱扣电流值。现在有一些型号的断路器,其整定值是可调的,(国产的断路器整定值可调的相对较少,进口的断路器整定值可调的较多)改动很方便。当然更多的是固定不可调的,那只好更换断路器。
(2)熔断器的瞬时熔断与短延时分断 如果一次回路是用熔断器作保护电器,一般而言,凡是新设备且熔断器规格选择合理的,在故障时不会发生瞬时熔断的现象。但下列情况,应予以重视。熔断器熔断体严重受伤,但还维持着薄弱的电气导通性能,一旦起动电流通过时,该熔断体即熔断。如果正好是控制回路所接的一相,那么接触器线圈失电,即造成接触器失压跳闸,合闸失败。
有两种情况能使熔断器受伤:其一是机械外力作用,外壳破裂,导致熔断体受伤,此种情况是可观察到的:另一种是已在其它场合使用过的熔断器,曾发生过相间短路故障(这种情况发生的可能性极少)。如果熔断的一相不是控制回路的同相,接触器不会因此而失压跳闸,便表现为电动机缺相运行。此时电动机转矩不足,无法起动,表现堵转状态,电流值始终维持在6 IN左右。热保护因此而动作,接触器跳闸,起动失败。此时应更换全部熔断器(因为其它两相熔断器也因长时期6 IN工作电流而影响其特性),排除其它原因后再起动。当然在此过程中,必须注意电流表指示值,确保无其它异常情况。
3.2电动机运行中的监视与维护
电动机在运行时,要通过听、看、闻等及时监视电动机,以期当电动机出现不正常现象时能及时切断电源,排除故障。具体项目如下:
(1)听电动机在运行时发出的声音是否正常。电动机正常运行时,发出的声音应该是平稳、轻快、均匀、有节奏的。如果出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击、振动等异声时,应立即停机检查。观察电动机有无振动、噪声和异常气味 电动机若出现振动,会引起与之相连的负载部分不同心度增高,形成电动机负载增大,出现超负荷运行,就会烧毁电动机。因此,电动机在运行中,尤其是大功率电动机更要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动,接地装置是否可靠,发现问题及时解决。噪场声和异味是电动机运转异常、随即出现严重故障的前兆,必须随时发现开查明原因而排除。
(2)通过多种渠道经常检查。检查电动机的温度及电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常变化,尤其对无电压、电流指示及没有过载保护的电动机,对温升的监视更为重要。电动机轴承是否过热,缺油,若发现轴承附近的温升过高,就应立即停机检查。轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或损缺,轴承间隙是否过大晃动,内环在轴上有无转动等。出现上述任何一种现象,都必须更新轴承后方可再行作业。注意电动机在运行中是否发出焦臭味,如有,说明电动机温度过高,应立即停机检查原因。
4 结语
随着电动机及控制设备的不断发展, 电动机及控制设备的技术性能也日益完善。但总会有一些问题出现, 还需要我们在实际工作中不断积累经验, 找出故障原因并加以分析, 及时采取对策, 以保证电动机及传动设备的正常运行。
参考文献:
1.刘振安, 张培仁.MCS- 96 系列单片微机原理与实践. 中国科学技术大学出版社
2.李建勇.机电一体化技术.北京: 科学出版社, 2004.
3.李运华.机电控制.北京: 北京航空航天大学出版社, 2003.
4.高钟毓.机电控制工程.北京: 清华大学出版社, 2002.
关键词:机电设备 安装 试运行 电动机 机械装置 异常现象 对策
1、 概述
在工程机电设备安装施工完成之后,通常要对电动机及其所带的机械作单机起动调试。调试运行设备是在施工单位人员的操作下,按照正式生产或使用的条件和要求进行较长时间的工作运转,与项目设计的要求进行对比。目的是考验设备设计、制造和安装调试的质量,验证设备连续工作的可靠性,对设备性能作一次检测,并将检测的数据与设备制造出厂记录的数据进行比较,对设备工程的质量作出评价。在实际工作中设备的试运行住住会碰到意想不到的异常现象,使电动机起动失败而跳闸,较大容量的电动机机会便多一些。为了便于事后分析,在电机起动之前,我们就应做好事前准备工作(尤其是大型电动机更需要重视),并对检查的结果加以分析。
2、 电动机起动前的检查与试运行检查
2.1 启动前的检查
(1) 新安装的或停用三个月以上的电动机,用兆欧表测量电动机各项绕组之间及每项绕组与地(机壳)之间的绝缘电阻,测试前应拆除电动机出线端子上的所有外部接线。通常对500V以下的电动机用500V兆欧表测量,对500~3000V电动机用1000V兆欧表测量其绝缘电阻,按要求,电动机每1kV工作電压,绝缘电阻不得低于1兆欧,电压在1k伏以下、容量为了1000千瓦及以下的电动机,其绝缘电阻应不低于0.5兆欧。如绝缘电阻较低,则应先将电动机进行烘干处理,然后再测绝缘电阻,合格后才可通电使用。
2.2启动时检查
(1)电动机在通电试运行时必须提醒在场人员注意,传动部分附近不应有其它人员站立,也不应站在电动机及被拖动设备的两侧,以免旋转物切向飞出造成伤害事故。
(2)接通电源之前就应作好切断电源的准备, 以防万一接通电源后电动机出现不正常的情况时(如电动机不能启动、启动缓慢、出现异常声音等)能立即切断电源。使用直接启动方式的电动机应空载启动。由于启动电流大,拉合闸动作应迅速果断。
(3)一台电动机的连续启动次数不宜超过3~5次,以防止启动设备和电动机过热。尤其是电动机功率较大时要随时注意电动机的温升情况。
(4)电动机启动后不转或转动不正常或有异常声音时,应迅速停机检查。
(5)使用三角启动器和自耦减压器时,软启动器或变频启动时必须遵守操作程序。
2.3试运行时检查
(1)检查电动机转动是否灵活或有杂音。注意电动机的旋转方向与要求的旋转方向是否相符。
(2)检查电源电压是否正常。对于380V异步电动机,电源电压不宜高于400V,也不能低于360V。
(3)记录起动时母线电压、起动时间和电动机空载电流。注意电流不能超过额定电流。
(4)检查电动机所带动的设备是否正常,电动机与设备之间的传动是否正常。
(5)检查电动机运行时的声音是否正常,有无冒烟和焦味。
(6)用验电笔检查电动机外壳是否有漏电和接地不良。
3、电动机起动失败的原因分析与对策
T3.1电动机的控制与保护
(1)断路器QF瞬动跳闸 QF瞬动跳闸,会使人怀疑是否发生了短路故障,一般而言,设备安装完毕,在有关的开关柜内先将导电物等清除干净,再作绝缘耐压试验,各部位都符合要求后方可带电试车。所以短路故障可能较少,而且凡发生短路故障均有迹象可查,或有火花。或有焦烟气味,同时兼有异常声音,事后再作绝缘试验,能发现绝缘已损坏。最迷惑不解的是一切都好,但断路器仍然发生瞬动跳闸,此时应确认断路器选择的脱扣电流值是否合理。如40KW的电动机,其额定电流约80A。在选择用断路器时,选用脱扣电流100A似乎可以了,而且瞬时电流倍数为10,可达1000A,足以躲开电动6 IN的起动电流,似乎不应该有问题。但如果考虑下列因素之后,原因便清楚了。
1断路器整定值,制造允许误差老产品为±20%、新产品为±10%,碰得不巧,所选用的断路器正好是—20%的误差,所以其实际瞬动脱扣电流值得注意 1000×(1-20%)=800(A)。
2电动机的起动电流6 IN通常指周期分量。在起始的2至3个周边中。非周期分量的作用很明显,两者叠加有时峰值可达到额定值的13倍。即40KW电动机的额定电流为80A,其起始(峰值)起动电流可达13×80=1040(A),超过了上述的800A。这个峰值出现在起始的1~2个周波,若用熔断器作短路保护是不会分断的,而断路器,特别是带限流特性的高分断能力的断路器,动作都是相当灵敏,会因此而跳闸。对策是提高断路器脱扣电流值。现在有一些型号的断路器,其整定值是可调的,(国产的断路器整定值可调的相对较少,进口的断路器整定值可调的较多)改动很方便。当然更多的是固定不可调的,那只好更换断路器。
(2)熔断器的瞬时熔断与短延时分断 如果一次回路是用熔断器作保护电器,一般而言,凡是新设备且熔断器规格选择合理的,在故障时不会发生瞬时熔断的现象。但下列情况,应予以重视。熔断器熔断体严重受伤,但还维持着薄弱的电气导通性能,一旦起动电流通过时,该熔断体即熔断。如果正好是控制回路所接的一相,那么接触器线圈失电,即造成接触器失压跳闸,合闸失败。
有两种情况能使熔断器受伤:其一是机械外力作用,外壳破裂,导致熔断体受伤,此种情况是可观察到的:另一种是已在其它场合使用过的熔断器,曾发生过相间短路故障(这种情况发生的可能性极少)。如果熔断的一相不是控制回路的同相,接触器不会因此而失压跳闸,便表现为电动机缺相运行。此时电动机转矩不足,无法起动,表现堵转状态,电流值始终维持在6 IN左右。热保护因此而动作,接触器跳闸,起动失败。此时应更换全部熔断器(因为其它两相熔断器也因长时期6 IN工作电流而影响其特性),排除其它原因后再起动。当然在此过程中,必须注意电流表指示值,确保无其它异常情况。
3.2电动机运行中的监视与维护
电动机在运行时,要通过听、看、闻等及时监视电动机,以期当电动机出现不正常现象时能及时切断电源,排除故障。具体项目如下:
(1)听电动机在运行时发出的声音是否正常。电动机正常运行时,发出的声音应该是平稳、轻快、均匀、有节奏的。如果出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击、振动等异声时,应立即停机检查。观察电动机有无振动、噪声和异常气味 电动机若出现振动,会引起与之相连的负载部分不同心度增高,形成电动机负载增大,出现超负荷运行,就会烧毁电动机。因此,电动机在运行中,尤其是大功率电动机更要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动,接地装置是否可靠,发现问题及时解决。噪场声和异味是电动机运转异常、随即出现严重故障的前兆,必须随时发现开查明原因而排除。
(2)通过多种渠道经常检查。检查电动机的温度及电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常变化,尤其对无电压、电流指示及没有过载保护的电动机,对温升的监视更为重要。电动机轴承是否过热,缺油,若发现轴承附近的温升过高,就应立即停机检查。轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或损缺,轴承间隙是否过大晃动,内环在轴上有无转动等。出现上述任何一种现象,都必须更新轴承后方可再行作业。注意电动机在运行中是否发出焦臭味,如有,说明电动机温度过高,应立即停机检查原因。
4 结语
随着电动机及控制设备的不断发展, 电动机及控制设备的技术性能也日益完善。但总会有一些问题出现, 还需要我们在实际工作中不断积累经验, 找出故障原因并加以分析, 及时采取对策, 以保证电动机及传动设备的正常运行。
参考文献:
1.刘振安, 张培仁.MCS- 96 系列单片微机原理与实践. 中国科学技术大学出版社
2.李建勇.机电一体化技术.北京: 科学出版社, 2004.
3.李运华.机电控制.北京: 北京航空航天大学出版社, 2003.
4.高钟毓.机电控制工程.北京: 清华大学出版社, 2002.