浅析煤矿井下电动机损坏原因及处理方法

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  摘 要:分析电动机损坏原因,提出规范和改善电动机运行环境,及合理使用的重要性。本文就井下电动机损坏情况进行了初步分析,分析了电动机损坏的原因和采取的方法。
  关键词:电动机;损坏原因;处理方法;
  中图分类号:TD34 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-01-00-02
  由于井下工作条件不好,湿度较大,空间狭小,运输、安装不便和不规范使用等因素影响,经常发生电动机损坏事故,直接影响生产,不但造成经济损失,还有可能对人身安全造成危害。
  一、电动机损坏原因
  按电动机损坏原因一般分为以下几种:过负荷、匝间短路、绝缘降低、断相及其它。
  二、井下电动机损坏原因分析
  (一)管理原因
  1、煤矿井下条件比较恶劣,与煤矿机械配套电机性能不能适应现场工作条件。
  2、机电管理存在漏洞、不善,不能合理使用和维护电动机,频繁和重载起车是主要原因。
  3、电动机缺乏可靠的保护手段,脱保运行。
  4、电动机检修质量差。
  (二)使用原因
  1、电动机过负荷运行,如负荷增加,机械设备故障或安装不好,电动机本身机械故障,电动机功率选择偏小,电动机修理时线径偏小,双机拖动负荷分配不均匀,电网电压过低造成电动机电流过大等都能造成电动机过负荷运行。2、电动机断相运行,如由于熔断丝选择或安装不当引起一相熔丝熔断,电动机短路过载造成一相熔丝熔断,接触器或热继电器一相触头闭合不好,供电线路或电动机内部导线机械折断或连接不良造成电动机断相运行。3、电动机匝简短路或断相。4、电动机工作方式或操作方式不对。如电动机频繁启动或点动,负载工作方式和电动机工作方式不一致,电动机启动方式选择不合适或操作方法不合适等。5、电动机空载电流太大,电网电压太高。另外轴承缺油或油过多,滚珠挡圈破损,轴承外圈和轴承座配合过松;定子与转子相擦;风扇叶片与风罩相擦等;因散热不良引起温升过高而烧损电机。(如1电动机全部或部分被埋在煤中。2电动机风扇损坏。3电动机风道被煤尘堵塞。5夏季温度过高。6深部开采时地温过高)均可造成电动机在使用中损坏。
  (三)人为原因
  施工时三相异步电动机的三相定子绕组的首尾端没有正确连接和不会判别首位端。星形接法的电动机应把三个尾端或三个首端连接到一起,其余三个线头作为三个引出线与三相电源连接;三角形接法的电动机三个绕组的首尾端依次相连,从三个连接点引出三个线与三相电源相连。首尾端接错,轻则引起电动机输出功率下降,带载能力降低,重则烧毁电动机。
  因此,在实际工作中,当电动机接线板损坏或其它原因造成定子绕组的六个线头分不清楚时,不可盲目接线,以免引起电动机内部故障,下面我们就着重谈一谈定子绕组首尾端的判别方法。以杜绝人为原因造成的事故。
  1、剩磁法:
  先用摇表或万用表电阻档分别找出三相绕组的各相两个线头,给各相绕组假设编号为UUVVWW按图1接线,用手转动电动机转子如果万用表(用微安档或毫安档)指针不动或表的读数非常小,则证明假设编号是正确的,若表的读数非常大说明其中有一相首尾端假设编号不对,应逐相对调重测,直至正确为止。
  此时异步电动机相当于一个发电机,三相绕组对称产生三个大小相等的感应电动势,如果三相绕组同名端接到一起,则矢量和为零,及感生电流的和为零,所以表的读数为零。实际中由于电动机结构等原因,会产生一些误差,即电流表的读数不为零(读数非常小)。
  2、用36V交流电源和灯泡判别首尾端
  如图2所示,将U2V1连接起来构成两相绕组串联,将U1V2线头上接上一只灯泡W1W2两个线头上接通36V交流电源。
  如果灯泡发亮,说明线头U1U2和V1V2的编号正确。如果灯泡不亮,则把U1U2V1V2中的任意两个线头的编号对调一下即可。
  按上述方法对W1W2两线头进行判别。三相对称绕组绕在同一定子铁芯上,在一组绕组上通上交流电,则另两个绕组上感应出互感电动势。如果两个绕组的异名端(首端)相连,即两个电动势正向串联,使灯泡亮;反之,两个电动势反向串联,总电动势为零,灯泡不亮。
  3、用电池和万用表判别首尾端
  按图3接线,合上开关瞬间,若指针摆向大于零一边,则接电池正极的线头与万用表负极所接线头同为首端或尾端;如指针反向摆动,则接电池正极的线头与万用表正极所接的线头同为首端或尾端。在将电池和开关另一相两个线头,进行测试,就可正确判断各相首尾端。
  (四)应采取的措施
  通过以上分析可知,造成电动机损坏的主要原因是过负荷、绝缘降低、闸间短路、人为错误等。因此,可以采取一下针对性的措施,以减少电机的损坏。
  1、完善电动机的保护,合理整定。凡是电动机的控制开关,都要有短路、断相、过负荷、漏电闭锁保护功能,而且要整定合理,动作确保灵敏可靠。
  2、对使用中的电动机定期遥测绝缘电阻,凡是绝缘电阻下降到危险值,就要采取更换、升井烘干的措施。
  3、加强检修质量,完善质量保证体系,对出厂的电动机要进行性能、参数测试,不合格不出厂,且建立跟踪档案,定期返井上检修,确保其质量。
  4、合理使用,坚决杜绝不规范操作、使用及运行,严禁重载起车、频繁起车等不规范行为,为电动机运行创造良好条件。
  5、规范运输、安装,给运行中的电动机创造良好的运行条件。
  6、加强职工的培训,让职工掌握正确的维修保养知识,提高电动机使用寿命。
  (五)常见故障处理
  1、通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。
  (1)故障原因①电源未通(至少两相未通);②熔丝熔断(至少两相熔断);③过流继电器调得过小;④控制设备接线错误。(2)故障排除①检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,修复;②检查熔丝型号、熔断原因,换新熔丝;③调节继电器整定值与电动机配合;④改正接线。   2、通电后电动机不转,然后熔丝烧断
  (1)故障原因①缺一相电源,或定干线圈一相反接;②定子绕组相间短路;③定子绕组接地;④定子绕组接线错误;⑤熔丝截面过小;⑤电源线短路或接地。(2)故障排除①检查刀闸是否有一相未合好,可电源回路有一相断线;消除反接故障;②查出短路点,予以修复;③消除接地;④查出误接,予以更正;⑤更换熔丝;③消除接地点。
  3、通电后电动机不转有嗡嗡声
  (1)故障原因①定、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电;②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反;③电源回路接点松动,接触电阻大;④电动机负载过大或转子卡住;⑤电源电压过低;⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬;⑦轴承卡住。(2)故障排除①查明断点予以修复;②检查绕组极性;判断绕组末端是否正确;③紧固松动的接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;④减载或查出并消除机械故障,⑤检查是还把规定的面接法误接为Y;是否由于电源导线过细使压降过大,予以纠正,⑥重新装配使之灵活;更换合格油脂;⑦修复轴承。
  4、电动机起动困难,额定负载时,电动机转速低于额定转速较多
  (1)故障原因①电源电压过低;②面接法电机误接为Y;③笼型转子开焊或断裂;④定转子局部线圈错接、接反;③修复电机绕组时增加匝数过多;⑤电机过载。(2)故障排除①测量电源电压,设法改善;②纠正接法;③检查开焊和断点并修复;④查出误接处,予以改正;⑤恢复正确匝数;⑥减载。
  5、电动机空载电流不平衡,三相相差大
  (1)故障原因①重绕时,定子三相绕组匝数不相等;②绕组首尾端接错;③电源电压不平衡;④绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。(2)故障排除①重新绕制定子绕组;②检查并纠正;③测量电源电压,设法消除不平衡;④峭除绕组故障。
  6、电动机空载,过负载时,电流表指针不稳,摆动
  (1)故障原因①笼型转子导条开焊或断条;②绕线型转子故障(一相断路)或电刷、集电环短路装置接触不良。(2)故障排除①查出断条予以修复或更换转子;②检查绕转子回路并加以修复。
  7、电动机空载电流平衡,但数值大
  (1)故障原因①修复时,定子绕组匝数减少过多;②电源电压过高;③Y接电动机误接为Δ;④电机装配中,转子装反,使定子铁芯未对齐,有效长度减短;⑤气隙过大或不均匀;⑥大修拆除旧绕组时,使用热拆法不当,使铁芯烧损。(2)故障排除①重绕定子绕组,恢复正确匝数;②设法恢复额定电压;③改接为Y;④重新装配;③更换新转子或调整气隙;⑤检修铁芯或重新计算绕组,适当增加匝数。
  8、电动机运行时响声不正常,有异响
  (1)故障原因①转子与定子绝缘纸或槽楔相擦;②轴承磨损或油内有砂粒等异物;③定转子铁芯松动;④轴承缺油;⑤风道填塞或风扇擦风罩,⑥定转子铁芯相擦;⑦电源电压过高或不平衡;⑧定子绕组错接或短路。(2)故障排除①修剪绝缘,削低槽楔;②更换轴承或清洗轴承;③检修定、转子铁芯;④加油;⑤清理风道;重新安装置;⑥消除擦痕,必要时车内小转子;⑦检查并调整电源电压;⑧消除定子绕组故障。
  9、运行中电动机振动较大
  (1)故障原因①由于磨损轴承间隙过大;②气隙不均匀;③转子不平衡;④转轴弯曲;⑤铁芯变形或松动;⑥联轴器(皮带轮)中心未校正;⑦风扇不平衡;⑧机壳或基础强度不够;⑨电动机地脚螺丝松动;⑩笼型转子开焊断路;绕线转子断路;加定子绕组故障。(2)故障排除①检修轴承,必要时更换;②调整气隙,使之均匀;③校正转子动平衡;④校直转轴;⑤校正重叠铁芯,⑥重新校正,使之符合规定;⑦检修风扇,校正平衡,纠正其几何形状;⑧进行加固;⑨紧固地脚螺丝;⑩修复转子绕组;修复定子绕组。
  10、轴承过热
  (1)故障原因①滑脂过多或过少;②油质不好含有杂质;③轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧);④轴承内孔偏心,与轴相擦;⑤电动机端盖或轴承盖未装平;⑥电动机与负载间联轴器未校正,或皮带过紧;⑦轴承间隙过大或过小;⑧电动机轴弯曲。(2)故障排除①按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3);②更换清洁的润滑滑脂;③过松可用粘结剂修复,过紧应车,磨轴颈或端盖内孔,使之适合;④修理轴承盖,消除擦点;⑤重新装配;⑥重新校正,调整皮带张力;⑦更换新轴承;⑧校正电机轴或更换转子。
  11、电动机过热甚至冒烟
  (1)故障原因①电源电压过高,使铁芯发热大大增加;②电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电流过大使绕组发热;③修理拆除绕组时,采用热拆法不当,烧伤铁芯;④定转子铁芯相擦;⑤电动机过载或频繁起动;⑥笼型转子断条;⑦电动机缺相,两相运行;⑧重绕后定于绕组浸漆不充分;⑨环境温度高电动机表面污垢多,或通风道堵塞;⑩电动机风扇故障,通风不良;定子绕组故障(相间、匝间短路;定子绕组内部连接错误)。(2)故障排除①降低电源电压(如调整供电变压器分接头),若是电机Y、Δ接法错误引起,则应改正接法;②提高电源电压或换粗供电导线;③检修铁芯,排除故障;④消除擦点(调整气隙或挫、车转子);⑤减载;按规定次数控制起动;⑥检查并消除转子绕组故障;⑦恢复三相运行;⑧采用二次浸漆及真空浸漆工艺;⑨清洗电动机,改善环境温度,采用降温措施;⑩检查并修复风扇,必要时更换;检修定子绕组,消除故障。
  三、小结
  通过以上对电动机损坏情况的统计分析,找出了损坏电动机的管理原因和技术原因,为今后合理、规范使用电动机以及减少电动机损坏具有很重要的理论依据,电动机是矿山主要驱动装置之一,对电动机故障的快速判断和常见故障的掌握是缩短故障排除时间的唯一途径,同时抓好电动机的管理也是保证矿山生产的一项重要工作。
  参考文献:
  [1]虞瑞增钱奥民张希武等编《煤矿电工手册》煤炭工业出版社
  [2]盛敬超《矿山机械》北京机械工业出版社
  作者简介:徐雁军1976年出生,1996年毕业于海拉尔工业煤炭学校,矿山机电专业。助理工程师。现在大雁矿业集团公司从事机电技术管理工作。
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