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大型高壓電機(jī)維修工作原理分析

文章出處：m.joveblog.com | 發(fā)布時(shí)間：2017/12/25 9:45:09 | 瀏覽次數(shù)：562

工作原理：起動(dòng)過程中，將可變電阻串進(jìn)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，實(shí)現(xiàn)限流，在起動(dòng)完成后將其短接。電阻的可變性是靠改變電解液電阻箱的極板間隔實(shí)現(xiàn)的，通過液阻值的改變而改變電動(dòng)機(jī)的固有特性，即改變電機(jī)轉(zhuǎn)差率s
在臨界轉(zhuǎn)矩M0不變的情況下，轉(zhuǎn)差率s之值隨附加電阻的增大而增大。當(dāng)串進(jìn)附加電阻R1時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子回路總電阻變?yōu)閞2+R1,電機(jī)人為特性的臨界轉(zhuǎn)差率s1為：
由于電機(jī)轉(zhuǎn)差率s與它的轉(zhuǎn)速n呈倒數(shù)關(guān)系，故轉(zhuǎn)子串電阻后電機(jī)降速運(yùn)行。并且串接于轉(zhuǎn)子回路的阻值越大電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。

電阻串進(jìn)轉(zhuǎn)子的方法，不屬于降壓起動(dòng)。它可以在限制起動(dòng)電流的同時(shí)，增加電機(jī)的起動(dòng)力矩，這是其突出優(yōu)點(diǎn)。在起動(dòng)過程中，適當(dāng)?shù)乜刂齐娮柚档南陆德剩锌赡茉谄饎?dòng)的全過程中保持恒定的大起動(dòng)力矩。

液體變阻起動(dòng)裝置簡(jiǎn)介：該裝置核心部件是由三個(gè)液體電阻箱（內(nèi)裝電解液和上下兩塊銅電極，上為動(dòng)極，下為定極），控制傳動(dòng)電機(jī)M2。將具有可移動(dòng)的動(dòng)極和固定電極的液體變阻器串接于主電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，由控制電機(jī)M2改變動(dòng)、定電極之間間距，間隔大液阻值大，反之，液阻值就小。根據(jù)工廠生產(chǎn)要求，在液體電解質(zhì)電阻率ρ基本不變的情況下，控制電機(jī)M2的設(shè)定轉(zhuǎn)速和時(shí)間來改變被控主電機(jī)M1的起動(dòng)轉(zhuǎn)速及起動(dòng)電流。

一、電動(dòng)機(jī)的故障分類
電動(dòng)機(jī)的故障可分為電器故障和機(jī)械故障。機(jī)械方面的主要故障是振動(dòng)、軸承過熱、轉(zhuǎn)子掃膛、運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常等；電氣方面則主要是電動(dòng)機(jī)繞組接地、短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條等故障。
筆者對(duì)化工企業(yè)68臺(tái)次高壓電機(jī)的故障情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中，絕緣故障42臺(tái)次，接線及接觸不良引發(fā)故障9臺(tái)次，軸承故障8臺(tái)次，轉(zhuǎn)子斷籠5臺(tái)次，其他故障4臺(tái)次，分別占統(tǒng)計(jì)故障數(shù)的61.8%、13.2%、11.8%、7.3%和5.9%。可以看出，絕緣損壞是化工企業(yè)高壓電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)概率最高的多發(fā)故障。
二、絕緣故障原因分析
高壓電機(jī)繞組絕緣故障，受絕緣材料性能，制造工藝控制，運(yùn)行安裝環(huán)境及電、熱、化學(xué)等綜合因素影響，發(fā)生的原因比較復(fù)雜，下面結(jié)合實(shí)例分析探討。
1、電化學(xué)擊穿
某廠造氣車間的兩臺(tái)故障電機(jī)，解體檢查，1臺(tái)定子繞組三處絕緣擊穿，1臺(tái)四處絕緣擊穿，均是點(diǎn)蝕損傷絕緣引起“爬電”，出現(xiàn)燒痕、裂縫、導(dǎo)電通道，且故障點(diǎn)均出現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口端部且有向鐵心方向移動(dòng)趨勢(shì)。對(duì)此，我們從電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行環(huán)境、操作方式等方面分析原因，初步認(rèn)定該電機(jī)系由于選型不合理，運(yùn)行環(huán)境惡劣導(dǎo)致電化學(xué)擊穿。
運(yùn)行環(huán)境惡劣引起電化學(xué)擊穿是絕緣損壞的主要原因。空氣中存在的酸、堿性腐蝕氣體長(zhǎng)期侵蝕絕緣材料表面，在空氣濕度較大時(shí)，加速絕緣材料性能的惡化，有機(jī)絕緣材料在電、熱、化學(xué)等因素的綜合作用下，很容易引起損傷最終導(dǎo)致?lián)舸?nbsp;
2.頻繁啟動(dòng)
高壓電機(jī)的頻繁啟動(dòng)直接影響其使用壽命。這是因?yàn)閱?dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)要承受大電流的沖擊，繞組要承受電動(dòng)機(jī)和熱應(yīng)力的疊加作用。由于繞組絕緣材料與銅導(dǎo)體膨脹系數(shù)不同，在啟動(dòng)時(shí)絕緣材料與導(dǎo)體之間形成很大的煎切應(yīng)力，導(dǎo)體與絕緣材料之間的固定將被破壞，絕緣將分層或撕裂以至發(fā)生絕緣擊穿。
鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)在頻繁啟動(dòng)時(shí)，還容易造成鼠籠斷條，尤其是負(fù)載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，故障概率更高。
3.嵌線缺陷
嵌線時(shí)綁扎端部造成端部絕緣壓陷損傷，是引起高壓電動(dòng)機(jī)繞組損傷的另一個(gè)重要因素。凡被端環(huán)接觸到的部位，表面絕緣都不同程度地?cái)D壓出凹陷的溝痕，至使一部分軟化的絕緣材料被擠壓到綁扎接觸面的邊緣，整體固化后，此部分絕緣顯著減薄，絕緣強(qiáng)度降低。
4.端部手包絕緣質(zhì)量不良
端部手包絕緣質(zhì)量不良造成端部相間或相對(duì)地短路的實(shí)例非常多。手包絕緣包層不緊，內(nèi)部有間隙，在環(huán)境濕度高時(shí)，繞組的絕緣性能明顯下降直至絕緣材料表面結(jié)露，此時(shí)絕緣表面易于引起沿面放電。其放電機(jī)理是在絕緣表面首先生成水膜，在電場(chǎng)的作用下，水膜被電離并使離子沿表面移動(dòng)、匯集，造成電場(chǎng)的不均勻分布，同時(shí)降低了表面的放電電壓。這種沿表面放電實(shí)際上是一種氣體介質(zhì)放電現(xiàn)象，其電壓比單一氣體或固體中存在的擊穿電壓低得多，有時(shí)延面“爬電”距離可達(dá)數(shù)十厘米。沿面放電可能導(dǎo)致高電位之間貫穿性的擊穿閃絡(luò)，即相間短路事故。

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