同步電動機頻繁損壞的解決措施

摘 要:同步電動機因為具有溫度低、運行穩定、輸出功率大，特別是支持電網電壓，提高功率因數等一系列優點，所以在化工行業得到廣泛應用。但是，長期以來發生同步電動機及其勵磁裝置損壞事故屢見不鮮。本文闡述同步電動機頻繁損壞的根本原因不在電動機本身，而在勵磁裝置技術性能太差。針對勵磁裝置技術性能的缺陷，進行技術改造。

關鍵詞:同步電動機 勵磁裝置 損壞 脈振

中圖分類號:TU71文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0070-01

1 同步電動機運行中頻發的問題

同步電動機因為具有溫度低、運行穩定、輸出功率大，特別是支持電網電壓，提高功率因數等一系列優點，所以在化工行業得到廣泛應用。但是，長期以來發生同步電動機及其勵磁裝置損壞事故屢見不鮮。經過多年運行發現，同步電動機損壞主要表現在:定子繞組端部綁線崩斷，絕緣蹭壞，連接處開焊;導線在槽口處及端點斷裂，齒壓板松動，進而引起短路;轉子勵磁繞組接頭處產生裂紋，開焊;短路環開焊;局部過熱烤焦絕緣;轉子線圈絕緣損傷;起動繞組籠條斷裂;電刷滑環松動;風葉裂斷;定子鐵芯松動，運行中噪聲增大等故障。按照電機的正常使用壽命在一定的范圍內，一般電機運行所帶負載及溫升等主要技術指標均在額定值以下，因此電機的正常使用壽命還應更長些。但據統計所損壞的同步電動機，運行時間不長;有的電動機剛大修好，投入運行在較短的時間內再次嚴重損壞。

多年來，我們通過對一些同步電動機及勵磁裝置運行長期統計、分析和研究，對電機損壞現象作技術分析研究，對電機的起動過程、投勵過程、滅磁過程、正常運行中論證，上述各項分析研究結果表明:導致電機損壞的原因不在電機本身，其根本原因在電動機外部，是電動機所配勵磁裝置只能滿足一般基本使用功能，其技術性能很差所致。目前所用的可控硅勵磁裝置，電機每次起動均受損傷。定子電流也因此而強烈脈動，電機將遭受脈振轉矩強烈振動，甚至在整個廠房內都可以聽到電機起動過程發出的強烈振動聲。這種聲音一直持續到電機起動結束才消失，電機起動過程所受強烈脈振是電機損傷的重要原因之一。

同步電動機勵磁裝置主電路是全控橋，隨著電機起動過程滑差減小，轉子線圈內感應電勢逐步減小，當轉速達到50%以上時，勵磁回路感應電流負半波通路不暢，將處于時通時斷，似通非通狀態，造成電機產生強烈振動，損壞電機。無論是全控橋，還是半控橋，電機起動過程投勵時往往聽到一聲沉悶的沖擊聲，且起動投勵時投勵電流越大，聲音越響。一般可用減小勵磁電流的方法來減輕電機的沖擊，待電機起動結束后，方將勵磁調正常。這是由于目前所用的可控硅勵磁裝置投勵時所選擇的“轉子位置角”極不合理。這種沖擊，同樣使電機遭受損傷。由于可控硅勵磁裝置本身存在的上述缺陷，使電機在每次起動過程中均遭受強烈脈振，在投勵時遭受沖擊損傷，長期啟動使電機產生疲勞效應，發展成電機的內部故障。上述電機起動過程中所出現的脈振，投勵時受的沖擊，是由于勵磁裝置起動回路及投勵環節設計不合理所造成，通過改善起動回路及投勵時合理選擇轉子位置角，起動過程中的脈振和投勵沖擊現象完全可以消除。

分離元件可控硅勵磁裝置采用GL型反時限繼電器或用DL繼電器組成的定時限過流保護兼作失步保護，而電機“過負荷”與電機“失步“是完全不同的兩個概念，通過分析電機失步時的暫態過程，現場試驗及實拍的電機失步暫態波形，可以充分證明:用過負荷繼電器兼作失步保護，當電機失步時，它不能動作，有的雖能動作，但動作時延大大加長，實際上起不到保護電機作用。同步電機的失步事故可分為三類:即欠勵失步、過勵失步和斷電失步。欠勵失步是由于勵磁系統的種種原因，使同步電動機的勵磁繞組失去直流勵磁或嚴重欠勵磁，轉子磁場滯后旋轉磁場很大角度使同步電動機失去靜態穩定，滑出同步。過勵失步，是由于勵磁裝置故障或調節不當等原因造成勵磁電流增大，電機在過勵失步時，勵磁系統雖仍有直流勵磁，但勵磁電流及定子電流都很大并且產生強烈脈振，轉子磁場超前旋轉磁場很大角度，有時甚至產生電磁共振和機械共振。斷電失步是由于供電系統自動重合閘ZCH裝置或備用電源自動BZT裝置動作，及人工切換電源，使交流電機供電電源輸送渠道短暫中斷而導致。

在多年使用可控硅勵磁裝置中感到，勵磁裝置故障率太高，經常出現起動可控硅誤導通，插件接觸不良，脈沖丟失，三相電流丟波缺相，不平衡，勵磁電流、電壓不穩定，甚至直接引起電機失勵等故障，這是由于該勵磁裝置的控制部分存在很多缺陷，電機運行的可靠性也因此得不到保障，它同樣是引起電機損傷的重要原因。

2 減少同步電動機頻繁損壞的技改措施

同步電動機故障率高，據統計絕大部分都是勵磁裝置技術性能太差所導致。要提高同步電動機運行的可靠性，必須對勵磁裝置進行適當改造，消除電機起動過程中的脈振、投勵的沖擊，增裝可靠的的失步保護，解決運行中原控制插件經常出現接插件接觸不良、欠勵、缺相、丟波、三相不平衡、勵磁電流、電壓不穩定、滅磁性能差等技術問題。鑒于上述情況，我們針對造成電機損壞的根本原因，實行運用勵磁通用控制器，成功地對原勵磁裝置進行了技術改造。保留原勵磁裝置的主回路，控制部分采用勵磁裝置控制器。該控制器設計科學，采用先進的技術，功能完善，操作方便，性能穩定可靠，壽命長，有利于運行操作人員監控。其外觀尺寸小，安裝接線十分方便。從運行多年來看，技術是先進的，方案是比較成熟的，運行十分可靠，大大降低了事故率。

3 結論

通過改造后的勵磁，可以節約相當可觀的費用。這一技術改造措施，已在我單位逐漸推廣，所用的同步電機已經開始使用該技術，這就使得維修人員減少了勞動強度，又節約了大量費用，同時也受到了領導的充分肯定和好評。

參考文獻

[1]同步電動機原理，電氣出版社，2001(6).

[2]交流同步電動機原理，工業出版社，2003(7).