港口輪胎式起重機發電機改造

李文鋒 張勇

（廣州港股份有限公司新港港務分公司，廣東 廣州 510730）

一、前言

廣州港股份有限公司新港港務分公司作為珠三角進出口貿易的前沿，其裝卸貨類以件雜貨、糧食為主，件雜貨在堆場轉運過程中，一般利用輪胎式起重機作業。近年來隨著港口發展新機遇的出現，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分公司貨物吞吐量逐年遞增。

二、問題

為保證件雜貨的作業，廣州港集團有限公司新港港務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電機組為制造單位早期生產的初級產品，發電機為國產（咸寧同發發電機廠型號為TZH-120）自補償同步交流發電機，勵磁方式為自勵磁，即通過電抗器、自補償變壓器、電刷勵磁。由于在最初設計時存在缺陷、制造工藝不精細，在使用過程中反復出現勵磁整流橋燒壞，同步阻尼環斷裂、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造成不穩定隱患，對其他用電及調速裝置產生不利因素，影響作業效率，同時也增加了發電機的維修成本。

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供電系統電壓不穩會引發繼電器觸頭燒壞、斷路器跳閘、PLC外部電源燒壞、PLC內部電源板燒毀、直流調速器跳閘、直流調速器晶閘管燒毀。2009年8月底輪吊2514發生比較嚴重的電氣故障，PLC外部電源及PLC內部電源板燒壞，據分析故障為發電機可能出現電涌現象出現高電壓沖擊，使PLC內外部電源燒壞。輪2509至2009年7月份起直流調速器晶閘管經常燒毀，一共燒壞了12個，每個900左右，經過檢查為電機電壓不穩定導致，此外由于電壓不穩定有時會導致起升電機受到沖擊，出現貨物下落等危險隱患，而且電動機長期受到不穩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、轉子匝間短路為比較危險的故障，發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致電流電壓突然大幅增大使保護回路跳閘，由于其出現具有不確定性，可能在作業期間出現，可能出現貨損、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備自編號要求，輪胎式起重機簡稱輪XXXX,數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

現代新的同步交流發電機在電機結構及勵磁方式上改進較大，且為了適應現代電器設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激自勵方式。為了適應現代負載，隨著高性能永磁鐵的研制，無刷PMG(永磁發電機)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，且具有可供持續短路電流的優點。（2）采用先進的自動電壓調節器控制系統，能夠保證在惡劣條件下能進行可靠的運行作業。（3）采用高等絕緣材料。發電機采用高等絕緣材料(H級)，以確保發電機在苛刻環境下長期可靠運行，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，直流調速器晶閘管經常燒毀，一共燒壞了12個（一個直流調速器共有6個晶閘管，出現故障6個都需要更換），每個900左右，經過檢查為電機電壓不穩定導致。此外由于電壓不穩定有時會導致發電機整流橋經常燒壞。

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（與新發電機有關的電氣故障為0）。

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

五、結尾

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

[1]《港口設備管理技術》.

[2]《電機與拖動技術》.

[3]《直流調速與PLC控制技術》.

[4]斯坦福電機系列產品說明書.