橋式起重機大車電機頻繁燒毀原因分析及處理

鄧 偉， 張 翔

(西寧特殊鋼集團有限責任公司，青海西寧 810005)

0 引言

橋式起重機是企業中最常用的一種吊裝運輸機械，其安全管理和使用十分重要。不僅直接影響車間生產、設備檢修等任務的完成，而且事關人身、設備的安全。但因橋式起重機日常運轉率高、操作頻繁、工作環境相當惡劣(高溫、潮濕、粉塵等)，經常在重載下進行頻繁起動，制動，反轉，變速等操作，而且橋式起重機司機習慣頻繁進行反接制動停車，造成了大車電機因制動電流較大發熱絕緣損壞，甚至電機燒毀，嚴重影響了橋式起重機的安全運行及生產的順暢進行，以下就某車間使用最頻繁的15/3T橋式起重機大車電機的運行狀況，分析大車電機的燒毀原因并予以闡述。

1 橋式起重機大車電機的運行狀況

目前，西寧特殊鋼集團有限責任公司多數橋式起重機大車、小車、主卷、副卷電機均采用繞線型異步電機，轉子二次側串電阻調速，由于反復短時運行、頻繁起動制動、現場灰塵大、高溫、環境差，電機碳刷磨損快、滑環間容易短路放炮。并且橋式起重機司機習慣于頻繁反接制動，導致控制大車電機的凸輪控制器觸頭組燒損更換頻繁，大車電機轉子回路外串調速電阻在高溫環境中，無論是電阻本身還是電阻連接端子均易變質。一方面將改變電阻材質，引起電阻阻值的改變或者經常燒斷，另一方面可能導致電阻連接端子的斷裂，使得電機轉子或定子的串聯電阻阻值不平衡或者開路運行造成大車運行扭勁，另外因凸輪控制器的定位棘輪磨損而擋位不準，致使兩臺電機不能同步運行、大車電機過載、起制動電流過大發熱而絕緣破壞、燒毀等被迫反復更換電機，嚴重威脅到橋式起重機的運行及車間的正常生產，維護人員勞動強度極大。

2 橋式起重機大車電機的運行控制

2.1 橋式起重機大車電機的凸輪控制器控制

某車間橋式起重機共有14臺，其中使用最頻繁的15/3T橋式起重機共有10臺，大車均為分散驅動，主跨橋式起重機大車電機型號全是YZR160L-6 11 kW，副跨橋式起重機大車電機型號全是YZR160L-8 7.5 kW，主、副跨橋式起重機中大部分采用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。橋式起重機大車電機凸輪控制器控制原理如圖1所示。

圖1 橋式起重機大車電機凸輪控制器控制原理圖

2.2 橋式起重機大車電機原來轉子回路所串不均衡電阻

以YZR160L-6 11 kW大車電機為例，原來轉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計算配制而成，未考慮操作人員不規范的操作習慣，即頻繁反接制動停車，以及增加常加電阻，降低大車單機運行時轉子回路的電流，避免大車電機電阻燒毀、凸輪控制器控制觸頭組燒損、電機發熱絕緣破壞燒毀等故障的發生，同時也未考慮頻繁起動、反接制動導致的電流過大等種種不利情況。

2.3 橋式起重機大車電機轉子回路所串不均衡電阻改造

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

因反接制動在凸輪控制器 1、2、3 檔時，R1－4、R2－6、R3－5均串接在轉子回路中，故需在R1－4、R2－6、R3－5計算的基礎上加大 4 倍，中間抽頭并聯使用為反接制動時加大載流量，因此:

起動電阻所選電阻器的載流量按電機轉子額定電流的46%選取:

常加電阻:

常加電阻所選電阻器的載流量取電機轉子額定載流量的60% ～100%，這里取60%，故:

綜合以上情況，每臺大車電機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為ZX15-200的電阻箱5箱(每箱8 Ω，Ie=24 A)，進行連接配制。

改造后的大車電機轉子回路外串電阻器上線試運行后，效果良好，經測試橋式起重機大車電機起動、制動、運行時的電流大為降低，極大地遏制了大車電機因惡劣的環境及不規范的操作習慣等，導致的電機發熱嚴重頻繁燒毀，威脅生產和人身設備安全等事故的發生，較好地滿足了生產日益繁重對橋式起重機的運行要求。適應了橋式起重機司機頻繁反接制動的操作習慣，極大地降低了橋式起重機大車電機轉子回路外串電阻燒斷、凸輪控制器觸頭組燒損等的故障率，減輕了維護人員更換電機、處理其他故障的勞動強度。

2.4 橋式起重機大車電機轉子回路所串不均衡電阻改造后的特點

串電阻調速的優點:系統穩定，手動控制簡單;對檢修維護要求低，對維護人員技術要求不高;初期投資較小;解決了當時大車電機運行存在的問題。

串電阻調速的缺點:大車電機轉子回路外串不均衡電阻，從圖2可看出，所串電阻越大，起動時轉速上升速度越慢;從操作者角度，感覺大車電機運行反應稍慢，其次是手動操作、起動性能不穩定;低速運行時效率低，轉子能耗高，技術落后，而且低速運行時機械特性太軟。目前已逐漸被淘汰。

圖2 異步電機轉子回路外串電阻的機械特性

3 結語

橋式起重機大車、小車及主、副卷揚電機調速控制等已經逐步由轉子回路外串不均衡電阻及對稱電阻，發展為采用控制更為可靠、運轉更為高效的控制系統及傳動系統(如采用PLC、變頻器進行改造，以及采用YSE、YDSE系列高性能軟起動電機)，消除不利于橋式起重機安全運行的種種因素，避免設備運行、人身安全事故的發生，確保橋式起重機安全、高效低運行，更好地服務于生產。

［1］劉光源.電工實用手冊［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［2］第3版編委會.機修手冊［M］.3版.北京:機械工業出版社，1993.

［3］張應立.橋式起重機的維護、檢修及潤滑［M］.北京:中國石化出版社，2011.