淺談給煤電動機過熱簡單處理方法

吳長波

（神華國能寶清煤電化有限公司，黑龍江 雙鴨山 155600）

每臺爐有8臺給煤機，功率分別為7.5kW（變頻器為11kW）和15kW（變頻器為18.5kW），采用AB 22P變頻器，設備投運后，電動機運行電流一般分別在12A和18A左右，電動機為變頻專用電機，但電動機外殼溫度達到70℃，特別是夏天，環境溫度高，電機本體溫度更高，影響給煤機安全運行，臨時外加750W的軸流風機輔助散熱，電機發熱問題一直困擾著維護人員。

1 變頻器參數設置和矢量控制方式

給煤機是恒轉矩類負載的機械，選用具有低速恒轉矩、機械動態特性好、抗負載沖擊功能的變頻器，為了實現恒轉矩調速，采用加大變頻器容量的辦法，并采用矢量控制方式。變頻器容量不能完全代表一個變頻器的實際帶載能力，只有變頻器額定電流是能反映變頻器負載能力的關鍵參數。因此，變頻器的額定電流總是要大于電動機的額定電流為依據來選擇變頻器容量，電動機額定功率只作為參考。所以，確定變頻器容量前應了解設備的工藝及電動機參數，并適當留有一定的裕度。

為適應給煤機動態性能需要，給煤機變頻器采用無速度傳感器的矢量控制調速方式，在變頻器中先進行參數設置，如電機額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉速、加減速時間、輸出頻率及其下限、輸出電流及其下限，以及本地、故障復位等參數進行設置，其他參數在變頻器出廠時已設置好，按缺省參數即可，如果更改，更改的功能碼應按實際負載類型進行相應調整，如果參數調整不當，變頻器運行性能會下降，甚至導致變頻器無法啟動等問題。AB 22P變頻器默認是矢量控制調速方式，也可以在變頻上設置L361=1轉矩性能模式，變頻器通電進行電動機參數自動檢測、自動辯別、自適應，變頻器會根據辯別結果自動調整控制算法的有關參數，然后再投入正式運行。如果在變頻器和電動機之間接有電抗器，會影響變頻器自動檢測的準確度，所以在進行自動檢測前，應暫時將電抗器配件拆除。

矢量控制主要是適用于動態性能要求，當低頻運行時，比如，在1Hz時，也能產生足夠大的轉矩；在整個頻率調節范圍內，都具有較硬的機械特性，使機械特性基本上都是平行的；動態響應好，動態響應時間一般都小于100ms。

矢量控制是分別控制電動機的轉矩電流和勵磁電流，并通過控制電動機定子繞組上的電壓頻率使電動機轉矩電流和勵磁電流與電動機相應的磁通量達到一致，以實現無速度傳感器的矢量控制，可按下面公式對異步電動機的實際轉速進行近擬推算。

式中，fn為電機實際轉速；T2為電動機轉子電路時間常數；I2為轉矩電流；Im為勵磁電流；I2為定子電流。

2 給煤電動機過熱

異步交流電動機是按正弦波電源設計的，而交-直-交變頻器的逆變部分是將直流轉換為三相交流電，通過控制IGBT導通、關斷來實現三相交流電流的輸出，給煤機變頻器逆變采用PWM方式，輸出電流與正弦波幅值等效，但電流波形是由一系列矩形波組成的。因變頻器逆變回路產生了多次電流諧波，在電動機定子繞組回路中就會含有多次諧波，增加了電動機繞組銅損耗和鐵心損耗，繞組的損耗與頻率的平方根成正比，鐵心的損耗與頻率的平方成正比，由于諧波引起附加損耗，從而導致電機本體發熱，溫度比較高。同時，電機過熱和諧波會影響電機絕緣，縮短電機的使用壽命。

3 處理方法

（1）變頻參數不當引起電機發熱。給煤機變頻器驅動的電動機不一定是變頻器廠家生產的配套電動機，在變頻器中輸入設備參數時，應根據實際電動機銘牌數據進行輸入，變頻器電機電流參數按電機額定電流設置，并且電機過載保護電流倍數不能選擇過大，若設置過大，電機超載時變頻器不能按電機的實際允許電流保護電機，從而引起電機過載發熱，電機過載電流倍數P033按缺省值設置（當達到額定電流時持續60S，報電機過載故障跳閘）；按銘牌設置電機轉速，如果設置轉速超過電機額定轉速，電機在額定頻率點會以更高的轉速運行在恒功率區，轉速越高，輸出的轉矩越小，從而引起電機電流過大發熱；電動機的定子接線分為星形聯結和三角形聯結，要根據聯結不同，其額定輸入電壓也不一樣，應根據電動機聯結類型進行設定。變頻專用電動機都配有散熱風機，在電動機銘牌上有兩個不同的額定電流值，變頻器參數設置應是驅動電機的額定電流值。

（2）設置空間矢量改善變頻器的輸出波形。變頻器內部設置了空間矢量算法，它是把三相量作為一個整體，與基準矢量幅值、方向相同的兩個空間調節合成輸出，輸出波形的畸變比較低，可使變頻器輸出諧波量幅值相應減小。這可通過設置A169=0實現，降低電動機工作時諧波發熱及噪聲。

（3）檢查電機散熱風機轉向。電機散熱風機運行方向要與風機上標示的旋轉方向一致，方向不一致時，風機不能發揮足夠的散熱效果，導致給煤電動機本體熱量散發不出去，引起電動機發熱。

（4）提高散熱風機通風量。15kW電機原配有60W散熱風機，通風量為609m3/h，更換成80W散熱風機，通風量提高到960m3/h；7.5kW電機原配有55W散熱風機，通風量為337m3/h，更換成150W散熱風機，通風量提高到640m3/h。

（5）在變頻器輸出端增加電抗器。變頻器輸出的電流波形為矩形波，為使輸出平滑，在變頻器輸出端加裝輸出電抗器，不同品牌變頻器廠家配套的輸出電抗器參數不一樣，AB 22P變頻器配套電抗器型號為1321-3R35-B，電流35A，電感量0.8mH（18.5kW變頻器）、1321-3R25-B，電流25A，電感量為1.2mH（11kW變頻器）。

經以上處理后，電動機本體溫度明顯下降。

4 結語

變頻器專用電機具有很好的轉矩特性，需要與變頻器進行配合才能得到理想效果，變頻器合理的參數設置和通電調試是很重要的。通過增加散熱風機功率，提高通風量，有利于電動機本體散熱。電動機電纜較長時，可增設變頻器輸出電抗器，電機電流波形失真會得到很大改善，降低電動機本體額外溫升。