港口輪胎式起重機發(fā)電機改造

李文鋒 張勇

（廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司，廣東 廣州 510730）

一、前言

廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司作為珠三角進出口貿(mào)易的前沿，其裝卸貨類以件雜貨、糧食為主，件雜貨在堆場轉(zhuǎn)運過程中，一般利用輪胎式起重機作業(yè)。近年來隨著港口發(fā)展新機遇的出現(xiàn)，件雜貨的進出口量不斷增加，在此形勢下，廣州港集團有限公司新港港務(wù)分公司貨物吞吐量逐年遞增。

二、問題

為保證件雜貨的作業(yè)，廣州港集團有限公司新港港務(wù)分公司輪胎式起重機的利用率大幅增加，由于25噸輪胎式起重機的柴油發(fā)電機組為制造單位早期生產(chǎn)的初級產(chǎn)品，發(fā)電機為國產(chǎn)（咸寧同發(fā)發(fā)電機廠型號為TZH-120）自補償同步交流發(fā)電機，勵磁方式為自勵磁，即通過電抗器、自補償變壓器、電刷勵磁。由于在最初設(shè)計時存在缺陷、制造工藝不精細，在使用過程中反復(fù)出現(xiàn)勵磁整流橋燒壞，同步阻尼環(huán)斷裂、電抗器及變壓器損壞、電機匝間短路等諸多故障，同時對整機供電系統(tǒng)造成不穩(wěn)定隱患，對其他用電及調(diào)速裝置產(chǎn)生不利因素，影響作業(yè)效率，同時也增加了發(fā)電機的維修成本。

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供電系統(tǒng)電壓不穩(wěn)會引發(fā)繼電器觸頭燒壞、斷路器跳閘、PLC外部電源燒壞、PLC內(nèi)部電源板燒毀、直流調(diào)速器跳閘、直流調(diào)速器晶閘管燒毀。2009年8月底輪吊2514發(fā)生比較嚴重的電氣故障，PLC外部電源及PLC內(nèi)部電源板燒壞，據(jù)分析故障為發(fā)電機可能出現(xiàn)電涌現(xiàn)象出現(xiàn)高電壓沖擊，使PLC內(nèi)外部電源燒壞。輪2509至2009年7月份起直流調(diào)速器晶閘管經(jīng)常燒毀，一共燒壞了12個，每個900左右，經(jīng)過檢查為電機電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致，此外由于電壓不穩(wěn)定有時會導(dǎo)致起升電機受到?jīng)_擊，出現(xiàn)貨物下落等危險隱患，而且電動機長期受到不穩(wěn)定電壓沖擊嚴重減短了電機的使用壽命。

電機定子匝間短路、轉(zhuǎn)子匝間短路為比較危險的故障，發(fā)電機繞組之間絕緣層由于老化、溫度高使其絕緣性突然下降導(dǎo)致電流電壓突然大幅增大使保護回路跳閘，由于其出現(xiàn)具有不確定性，可能在作業(yè)期間出現(xiàn)，可能出現(xiàn)貨損、機損甚至人員傷害。以下為2008-2009年輪吊主電機送外維修記錄表1：

備注：按照廣州港集團有限公司設(shè)備自編號要求，輪胎式起重機簡稱輪XXXX,數(shù)字前兩位表示額定起重量，后兩位表示順序編號。

三、改造方案的選擇

現(xiàn)代新的同步交流發(fā)電機在電機結(jié)構(gòu)及勵磁方式上改進較大，且為了適應(yīng)現(xiàn)代電器設(shè)備負載的變化仍在不斷完善。

（1）采用無刷勵磁方式。無刷勵磁方式一般以通過交流勵磁機進行勵磁的無刷自勵方式為標準方式，采用電流互感器和線性電抗器的功率矢量合激式勵磁及復(fù)激自勵方式。為了適應(yīng)現(xiàn)代負載，隨著高性能永磁鐵的研制，無刷PMG(永磁發(fā)電機)勵磁方式已被大量采用，該勵磁方式下勵磁狀況不受負載的影響，且具有可供持續(xù)短路電流的優(yōu)點。（2）采用先進的自動電壓調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)，能夠保證在惡劣條件下能進行可靠的運行作業(yè)。（3）采用高等絕緣材料。發(fā)電機采用高等絕緣材料(H級)，以確保發(fā)電機在苛刻環(huán)境下長期可靠運行，同時具有自動除潮功能。（4）短路電流大，在三倍額定電流下可運行105。如法國（Leroy Somer)利萊森瑪發(fā)電機。（5)保護等級高，高性能機組為IP23，一般機組為IP2l。（6)普遍采用2/3節(jié)距繞組，最大限度降低了三次諧波和中線電流，適合于非線性負載用戶，可用脈沖抑制器保護二極管免受電壓峰值的影響。

四、改造前后的效果對比

表4與同類型發(fā)電機主要性能對照表

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改造前故障：輪2509至2009年7月-2009年11月，直流調(diào)速器晶閘管經(jīng)常燒毀，一共燒壞了12個（一個直流調(diào)速器共有6個晶閘管，出現(xiàn)故障6個都需要更換），每個900左右，經(jīng)過檢查為電機電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致。此外由于電壓不穩(wěn)定有時會導(dǎo)致發(fā)電機整流橋經(jīng)常燒壞。

改造后故障：2010年1-6月份完好臺時4192小時，維修臺時152小時，作業(yè)1215小時，報修臺次21次，其中機械故障17次，電氣故障4次（與新發(fā)電機有關(guān)的電氣故障為0）。

電機升級改造后，使用至今沒有出現(xiàn)過此類型的故障。而且新電機輸出交流電壓穩(wěn)定，過載能力強，帶負載穩(wěn)定。

五、結(jié)尾

經(jīng)過將近7個月的跟蹤使用，輪胎式起重機作業(yè)故障明顯減少，維修成本降低，斯坦福UCI274電機無論是在電機性能、產(chǎn)品質(zhì)量上是完全能滿足我們港口需求的。

[1]《港口設(shè)備管理技術(shù)》.

[2]《電機與拖動技術(shù)》.

[3]《直流調(diào)速與PLC控制技術(shù)》.

[4]斯坦福電機系列產(chǎn)品說明書.