基于新型技術(shù)的電動(dòng)機(jī)繞組拆除方法研究與實(shí)踐

郭紅軍

摘 要：本文旨在通過(guò)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹一種新型和科學(xué)的電動(dòng)機(jī)大修過(guò)程中繞組拆除方法，即使用紅外線輻射加熱桶對(duì)電機(jī)定子進(jìn)行加熱而達(dá)到柔和有效的拆裝效果，通過(guò)實(shí)踐操作測(cè)試得出結(jié)論，新型拆除方法空載測(cè)試可達(dá)到額定電流的30%保持了出廠技術(shù)指標(biāo)，優(yōu)化了傳統(tǒng)方式達(dá)到額定電流60%-90%的不良指標(biāo)，取得了很好的實(shí)用性目的。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)繞組；機(jī)械式拆裝；紅外線加熱桶；安全增效

礦用電動(dòng)機(jī)在一定使用壽命之后要進(jìn)行維護(hù)維修，維護(hù)過(guò)程中電機(jī)繞組的拆裝是關(guān)鍵核心環(huán)節(jié)，不同拆裝方式對(duì)電機(jī)維修后的使用性能影響巨大。本文旨在論述一種基于熱輻射技術(shù)的新型維修電機(jī)方法，經(jīng)研究實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦山和工程大型電機(jī)維修維護(hù)工作。

1 常見(jiàn)電機(jī)故障及原因分析

1.1 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)發(fā)生改變

實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，每臺(tái)煤礦電動(dòng)機(jī)都有一定標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)置，而煤礦電動(dòng)機(jī)在正常工作的時(shí)候有很大可能會(huì)發(fā)生參數(shù)改變的現(xiàn)象。這種故障往往會(huì)燒壞點(diǎn)擊，影響正常的工作。例如，電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過(guò)大，電機(jī)繞組受潮過(guò)于嚴(yán)重或者表面布滿(mǎn)灰塵及油污，電機(jī)繞組或者接線一相斷路，使電機(jī)僅兩相工作等等。

1.2 本身質(zhì)量不合格

經(jīng)濟(jì)效益是廣大企業(yè)賴(lài)以生存的根本，因此部分廠家為了獲取高額的經(jīng)濟(jì)利于，會(huì)盲目的節(jié)約材料或者選用一些不合格的材料，從而降低自己的生產(chǎn)成本，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的絕緣材料質(zhì)量不合甚至很差。絕緣材料不合格的電動(dòng)機(jī)在正常使用時(shí)發(fā)熱，造成絕緣迅速老化，最后發(fā)展到擊穿匝間絕緣，燒壞電機(jī)。

1.3 運(yùn)行環(huán)境惡劣

煤礦電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境通常比較復(fù)雜，潮濕的工作環(huán)境往往會(huì)致使絕緣受潮。受潮后的絕緣其性能會(huì)遭到破壞，電動(dòng)機(jī)通電后就會(huì)出現(xiàn)接地或短路現(xiàn)象，以致燒壞電動(dòng)機(jī)繞組造成故障。實(shí)際情況下，在煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中，電動(dòng)機(jī)的故障因其設(shè)備構(gòu)造和工作狀況不同也會(huì)出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題。但總體來(lái)說(shuō)，主要?dú)w納為過(guò)熱、振動(dòng)異常、電流和電壓發(fā)生劇烈變化等故障。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際的使用中要針對(duì)以上故障加以防范。

2 傳統(tǒng)電機(jī)故障維修方法

對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行維修的時(shí)，維修人員要考慮到維修的要點(diǎn)，才能夠確保維修工作順利進(jìn)行。首先，要根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和特點(diǎn)從而制定出科學(xué)合理的日常檢查內(nèi)容、檢查要求。電動(dòng)機(jī)設(shè)備的檢查可以分為日常檢查和定期檢查。常用方法有以下幾種：

檢測(cè)法一般指的是采用專(zhuān)業(yè)檢測(cè)設(shè)備作為輔助工具了來(lái)診斷煤礦電動(dòng)機(jī)各種故障。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)上出現(xiàn)越來(lái)越多的的儀器種類(lèi)。因此，檢測(cè)法發(fā)展速度較快，準(zhǔn)確率越來(lái)越高。工作人員可采用儀器檢測(cè)線路板。據(jù)統(tǒng)計(jì)，檢測(cè)法的故障查找率高達(dá)90%以上。

經(jīng)驗(yàn)法就是憑借自己的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)查找并維修電動(dòng)機(jī)故障。由于存在判斷失誤的可能，這種方法不能廣泛使用和推廣。例如，替換元件排除故障。對(duì)于存在導(dǎo)致故障可能性的元件，可采用替換的方法排除故障。替換元件后故障依然存在，這就說(shuō)明故障點(diǎn)猜測(cè)有誤，并排除元件問(wèn)題；如果替換原件后排除故障，則說(shuō)明該元件或與該元件相關(guān)的部分電路存在問(wèn)題。還有類(lèi)似的敲擊法，觀察法等，都不能作為正式的技術(shù)或方法使用。

事后維修是眾多維修方法中最直接的維修方法，一般在電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障后采用。如果電動(dòng)機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障或損壞現(xiàn)象，并導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作后一般采取這種維修方法。例如：礦井開(kāi)采過(guò)程使用的傳輸機(jī)出現(xiàn)故障導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作，會(huì)中斷煤礦傳輸生產(chǎn)線。這時(shí)技術(shù)人員以及負(fù)責(zé)人便趕往診斷并搶修，這就是所說(shuō)的事后診斷。

定期維修是一種預(yù)見(jiàn)性故障維修方法，就是對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行定期的檢查、維護(hù)等。定期維修方法有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)設(shè)備的不正常狀態(tài)，從而引導(dǎo)工作人員進(jìn)行調(diào)整，可有效避免電動(dòng)機(jī)設(shè)備發(fā)生故障。例如：定期維修掘進(jìn)機(jī)，可實(shí)時(shí)掌握設(shè)備零件的磨損情況，以便及時(shí)更換破損零件。

在線維修是新時(shí)代的產(chǎn)品。在線維修方法能夠有效解決煤礦電動(dòng)機(jī)設(shè)備維修工作形成的中斷生產(chǎn)的問(wèn)題。在線維修方法以在線監(jiān)測(cè)手段和診斷裝置狀態(tài)的方式，提供工作人員最佳的維修時(shí)間。例如：在煤礦電動(dòng)機(jī)設(shè)備上安裝專(zhuān)用的電子監(jiān)測(cè)儀。它可對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)備工作溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警控制，及時(shí)把故障信息傳遞給工作人員，使其做好維修工作的準(zhǔn)備。

3 基于熱輻射技術(shù)的電機(jī)維修拆裝方法論述

在多年的工作經(jīng)驗(yàn)中，作者使用紅外線輻射加熱桶對(duì)電機(jī)定子加熱方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行維修取得了良好的效果。其核心部件為紅外線加熱器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)對(duì)物體進(jìn)行加熱烘干及干燥等領(lǐng)域，加熱時(shí)無(wú)毒無(wú)污染無(wú)明火，一般參數(shù)選擇如下表：

本文論述對(duì)電動(dòng)機(jī)加熱的圓形桶狀紅外線加熱器，使加熱器直徑小于定子內(nèi)20mm為宜，要留出輻射空間，然后接上電源根據(jù)電機(jī)大小進(jìn)行加熱，待到電機(jī)定子繞組軟化后停止加熱，抽出加熱器，快速拆除舊繞組及清理槽內(nèi)廢絕緣材料。充分做好定子內(nèi)雜物清理，為下新繞組作好準(zhǔn)備。

具體操作步驟為將加熱桶放入定子中，要根據(jù)定子內(nèi)徑的大小選用合適的加熱桶，加熱桶與定子之間間隙約為10mm為宜，加熱時(shí)間約為30分鐘到60分鐘，待線圈軟化后，停止加熱立即拔出繞組，并及時(shí)清理槽內(nèi)的雜物。如果沒(méi)有這種加熱工具也可用一塊厚度為0.5—1mm鐵板卷成一圓筒，直徑的大小與定子的內(nèi)徑稍小一點(diǎn)能插入定子中，高度和電機(jī)定子一樣高即可。

常村煤礦是一個(gè)年產(chǎn)200萬(wàn)噸的大型礦井，每年大約大修的電動(dòng)機(jī)上百臺(tái)次，過(guò)去使用機(jī)械拆裝方法，拆除繞組造成電動(dòng)機(jī)定子鐵芯損壞很多，有的電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)電流很大，電機(jī)溫升較高，使用時(shí)間斷且容易，電流的增大使電動(dòng)機(jī)耗電量也相應(yīng)的增加（在負(fù)載不變的情況下），經(jīng)過(guò)多年的工作和細(xì)致觀察充分的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，有人認(rèn)為鐵芯損傷一點(diǎn)對(duì)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有多大關(guān)系。電動(dòng)機(jī)還可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是經(jīng)過(guò)測(cè)量則發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，如：空載電流，溫升，功率因數(shù)及效率都有明顯的數(shù)字變化。在大修電動(dòng)機(jī)時(shí)這一點(diǎn)是不可忽視，有的原裝電動(dòng)機(jī)第一次大修就損傷了鐵芯，有的則經(jīng)過(guò)多次修理逐漸損壞，所以說(shuō)在繞組拆除方面，沒(méi)有被電動(dòng)機(jī)修理人員所重視。一直在使用機(jī)械拆裝方法，使用紅外線加熱桶或定子鐵芯中插入自制鐵桶加熱時(shí)，這是一種輻射加熱方法，它使被加熱物體從下到上四周均勻受熱，所以輻射加熱要比傳導(dǎo)加熱和對(duì)流加熱要科學(xué)的多。

因?yàn)槎ㄗ与妱?dòng)機(jī)加熱時(shí)一般溫度不超多200℃，溫度超過(guò)200℃時(shí)就是使硅鋼片表面絕緣層燒壞，而明火的溫度可達(dá)到500℃～700℃，如用明火直接對(duì)定子加熱，是受熱不均勻很容易造成鐵芯的破壞，杜絕了明火直接加熱，從而有效的保護(hù)定子鐵芯的絕緣層，使鐵芯不受過(guò)高溫度的傷害。

4 新型拆除方法與傳統(tǒng)方法對(duì)比分析

在工作中電動(dòng)機(jī)更換繞組時(shí)，舊繞組的拆除多數(shù)是用鑿子將接線端部鑿掉，或用手提砂輪切割機(jī)將端部切開(kāi)，然后將電機(jī)豎起來(lái)，把木柴放入定子中加火燃燒，是繞組受熱待絕緣漆軟化后，拔出繞組；用鐵棒沖出槽內(nèi)的繞組。用火燒會(huì)使電動(dòng)機(jī)定子鐵芯的硅鋼片表面的絕緣漆燒壞。電動(dòng)機(jī)在制造時(shí)為減小空載電流，防止定子產(chǎn)生渦流常用0.5mm厚度的硅鋼片疊加而成，硅鋼片上的絕緣膜就是起到片與片之間的絕緣，這樣可使渦流減小到最低；渦流越大電動(dòng)機(jī)發(fā)熱越快，溫度過(guò)高造成電動(dòng)機(jī)繞組燒壞。所以保護(hù)電機(jī)的定子鐵芯是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。用鐵棒沖出繞組時(shí)也同樣會(huì)傷害鐵芯，使定子的下線槽變形，槽內(nèi)出現(xiàn)金屬毛刺，在下線時(shí)會(huì)使槽內(nèi)的絕緣劃破造成繞組接地或匝間短路等現(xiàn)象的發(fā)生。定子鐵芯變形會(huì)影響定轉(zhuǎn)子的裝配，轉(zhuǎn)子不能在定子中自由轉(zhuǎn)動(dòng)造成定轉(zhuǎn)子摩擦或卡堵現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)報(bào)廢。

雖然這種方法快捷又方便但是存在許多不利因素，定子的損壞程度較大，電動(dòng)機(jī)大修后，線徑，匝數(shù)，絕緣等級(jí)都沒(méi)有改變的情況下，而使用起來(lái)的效能遠(yuǎn)達(dá)不到出廠參數(shù)設(shè)置，就是因?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)械式拆裝對(duì)電子的元器件損壞較大。

基于熱輻射技術(shù)的電機(jī)維修拆裝方法溫度容易控制且環(huán)保，使用熱輻射加熱桶的目的就是保護(hù)電機(jī)定子鐵芯表面絕緣層不受損傷，使電動(dòng)機(jī)的性能不受影響，修復(fù)后，電機(jī)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求。加熱時(shí)釆用輻射傳導(dǎo)方式使被加熱的物體受熱均勻升溫訊速可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

5 結(jié)論

使用熱輻射加熱桶的目的就是保護(hù)電機(jī)定子鐵芯表面絕緣層不受損傷，使電動(dòng)機(jī)的性能不受影響，修復(fù)后，電機(jī)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求。加熱時(shí)釆用輻射傳導(dǎo)方式使被加熱的物體受熱均勻升溫訊速可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，也可以有人看護(hù)加熱。是修理電動(dòng)機(jī)拆除舊繞組的理想加熱設(shè)備和加熱方法。