橋式起重機(jī)大車電機(jī)頻繁燒毀原因分析及處理

鄧 偉， 張 翔

(西寧特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司，青海西寧 810005)

0 引言

橋式起重機(jī)是企業(yè)中最常用的一種吊裝運(yùn)輸機(jī)械，其安全管理和使用十分重要。不僅直接影響車間生產(chǎn)、設(shè)備檢修等任務(wù)的完成，而且事關(guān)人身、設(shè)備的安全。但因橋式起重機(jī)日常運(yùn)轉(zhuǎn)率高、操作頻繁、工作環(huán)境相當(dāng)惡劣(高溫、潮濕、粉塵等)，經(jīng)常在重載下進(jìn)行頻繁起動(dòng)，制動(dòng)，反轉(zhuǎn)，變速等操作，而且橋式起重機(jī)司機(jī)習(xí)慣頻繁進(jìn)行反接制動(dòng)停車，造成了大車電機(jī)因制動(dòng)電流較大發(fā)熱絕緣損壞，甚至電機(jī)燒毀，嚴(yán)重影響了橋式起重機(jī)的安全運(yùn)行及生產(chǎn)的順暢進(jìn)行，以下就某車間使用最頻繁的15/3T橋式起重機(jī)大車電機(jī)的運(yùn)行狀況，分析大車電機(jī)的燒毀原因并予以闡述。

1 橋式起重機(jī)大車電機(jī)的運(yùn)行狀況

目前，西寧特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司多數(shù)橋式起重機(jī)大車、小車、主卷、副卷電機(jī)均采用繞線型異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子二次側(cè)串電阻調(diào)速，由于反復(fù)短時(shí)運(yùn)行、頻繁起動(dòng)制動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)灰塵大、高溫、環(huán)境差，電機(jī)碳刷磨損快、滑環(huán)間容易短路放炮。并且橋式起重機(jī)司機(jī)習(xí)慣于頻繁反接制動(dòng)，導(dǎo)致控制大車電機(jī)的凸輪控制器觸頭組燒損更換頻繁，大車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路外串調(diào)速電阻在高溫環(huán)境中，無論是電阻本身還是電阻連接端子均易變質(zhì)。一方面將改變電阻材質(zhì)，引起電阻阻值的改變或者經(jīng)常燒斷，另一方面可能導(dǎo)致電阻連接端子的斷裂，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子的串聯(lián)電阻阻值不平衡或者開路運(yùn)行造成大車運(yùn)行扭勁，另外因凸輪控制器的定位棘輪磨損而擋位不準(zhǔn)，致使兩臺(tái)電機(jī)不能同步運(yùn)行、大車電機(jī)過載、起制動(dòng)電流過大發(fā)熱而絕緣破壞、燒毀等被迫反復(fù)更換電機(jī)，嚴(yán)重威脅到橋式起重機(jī)的運(yùn)行及車間的正常生產(chǎn)，維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度極大。

2 橋式起重機(jī)大車電機(jī)的運(yùn)行控制

2.1 橋式起重機(jī)大車電機(jī)的凸輪控制器控制

某車間橋式起重機(jī)共有14臺(tái)，其中使用最頻繁的15/3T橋式起重機(jī)共有10臺(tái)，大車均為分散驅(qū)動(dòng)，主跨橋式起重機(jī)大車電機(jī)型號(hào)全是YZR160L-6 11 kW，副跨橋式起重機(jī)大車電機(jī)型號(hào)全是YZR160L-8 7.5 kW，主、副跨橋式起重機(jī)中大部分采用KT10-60J/5的凸輪控制器控制，部分采用KTJ15-63/5的凸輪控制器控制。橋式起重機(jī)大車電機(jī)凸輪控制器控制原理如圖1所示。

圖1 橋式起重機(jī)大車電機(jī)凸輪控制器控制原理圖

2.2 橋式起重機(jī)大車電機(jī)原來轉(zhuǎn)子回路所串不均衡電阻

以YZR160L-6 11 kW大車電機(jī)為例，原來轉(zhuǎn)子回路外串不均衡電阻中無常加電阻，并且各段電阻R1－2、R1－3、R1－4、R2－6、R3－5僅按照 212%R2e、113%R2e、60%R2e、27%R2e、9.5%R2e計(jì)算配制而成，未考慮操作人員不規(guī)范的操作習(xí)慣，即頻繁反接制動(dòng)停車，以及增加常加電阻，降低大車單機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子回路的電流，避免大車電機(jī)電阻燒毀、凸輪控制器控制觸頭組燒損、電機(jī)發(fā)熱絕緣破壞燒毀等故障的發(fā)生，同時(shí)也未考慮頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)導(dǎo)致的電流過大等種種不利情況。

2.3 橋式起重機(jī)大車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路所串不均衡電阻改造

仍以YZR160L-6 11 kW大車電機(jī)為例，已知U2e=252 V，I2e=27.6 A。則:

因反接制動(dòng)在凸輪控制器 1、2、3 檔時(shí)，R1－4、R2－6、R3－5均串接在轉(zhuǎn)子回路中，故需在R1－4、R2－6、R3－5計(jì)算的基礎(chǔ)上加大 4 倍，中間抽頭并聯(lián)使用為反接制動(dòng)時(shí)加大載流量，因此:

起動(dòng)電阻所選電阻器的載流量按電機(jī)轉(zhuǎn)子額定電流的46%選取:

常加電阻:

常加電阻所選電阻器的載流量取電機(jī)轉(zhuǎn)子額定載流量的60% ～100%，這里取60%，故:

綜合以上情況，每臺(tái)大車電機(jī)選用由鐵鉻鋁合金帶繞制成螺旋形管狀電阻元件制作成的型號(hào)為ZX15-200的電阻箱5箱(每箱8 Ω，Ie=24 A)，進(jìn)行連接配制。

改造后的大車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路外串電阻器上線試運(yùn)行后，效果良好，經(jīng)測(cè)試橋式起重機(jī)大車電機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)行時(shí)的電流大為降低，極大地遏制了大車電機(jī)因惡劣的環(huán)境及不規(guī)范的操作習(xí)慣等，導(dǎo)致的電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重頻繁燒毀，威脅生產(chǎn)和人身設(shè)備安全等事故的發(fā)生，較好地滿足了生產(chǎn)日益繁重對(duì)橋式起重機(jī)的運(yùn)行要求。適應(yīng)了橋式起重機(jī)司機(jī)頻繁反接制動(dòng)的操作習(xí)慣，極大地降低了橋式起重機(jī)大車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路外串電阻燒斷、凸輪控制器觸頭組燒損等的故障率，減輕了維護(hù)人員更換電機(jī)、處理其他故障的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.4 橋式起重機(jī)大車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路所串不均衡電阻改造后的特點(diǎn)

串電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)穩(wěn)定，手動(dòng)控制簡(jiǎn)單;對(duì)檢修維護(hù)要求低，對(duì)維護(hù)人員技術(shù)要求不高;初期投資較小;解決了當(dāng)時(shí)大車電機(jī)運(yùn)行存在的問題。

串電阻調(diào)速的缺點(diǎn):大車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路外串不均衡電阻，從圖2可看出，所串電阻越大，起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速上升速度越慢;從操作者角度，感覺大車電機(jī)運(yùn)行反應(yīng)稍慢，其次是手動(dòng)操作、起動(dòng)性能不穩(wěn)定;低速運(yùn)行時(shí)效率低，轉(zhuǎn)子能耗高，技術(shù)落后，而且低速運(yùn)行時(shí)機(jī)械特性太軟。目前已逐漸被淘汰。

圖2 異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路外串電阻的機(jī)械特性

3 結(jié)語

橋式起重機(jī)大車、小車及主、副卷揚(yáng)電機(jī)調(diào)速控制等已經(jīng)逐步由轉(zhuǎn)子回路外串不均衡電阻及對(duì)稱電阻，發(fā)展為采用控制更為可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)更為高效的控制系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)(如采用PLC、變頻器進(jìn)行改造，以及采用YSE、YDSE系列高性能軟起動(dòng)電機(jī))，消除不利于橋式起重機(jī)安全運(yùn)行的種種因素，避免設(shè)備運(yùn)行、人身安全事故的發(fā)生，確保橋式起重機(jī)安全、高效低運(yùn)行，更好地服務(wù)于生產(chǎn)。

［1］劉光源.電工實(shí)用手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2001.

［2］第3版編委會(huì).機(jī)修手冊(cè)［M］.3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

［3］張應(yīng)立.橋式起重機(jī)的維護(hù)、檢修及潤(rùn)滑［M］.北京:中國(guó)石化出版社，2011.