探析直流電機及直流調控裝置的維護

姜薛 章霞剛 楊軍

江西新余鋼鐵集團有限公司線棒材廠

摘要：本文從構成直流調速拖動系統的兩個重要因素直流電動機和直流調速控制裝置的特點出發，簡單闡述了直流電動機的使用維護，直流傳動控制柜的維護及整流裝置參數整定優化，以及用辯證統一的觀點進行故障處理等方面的問題。

關鍵詞：直流電機；調控裝置；控制柜；維護

1 引言

根據幾年來現場的運行維護經驗，筆者認為，直流電動機和直流調速控制裝置（以下簡稱整流裝置）是構成直流調速拖動系統的兩個重要因素，在對設備調速拖動過程中均起著重要的作用，無論哪一方面出現問題均會使系統不能正常工作；且二者相互影響制約，一方出現問題會影響到另一方，嚴重時甚至造成惡性循環，最終毀壞電機或整流裝置。因此，在直流電機及直流調速控制裝置使用維護和故障處理過程中，要用辯證統一的觀點，既要熟知它們各自特點，又要將它們看成一個有機的整體，這樣才能使它們更好地運行，保證生產正常進行。下面，筆者從直流電動機的使用維護、直流傳動控制柜的維護、整流裝置參數整定以及優化、故障處理等方面逐一進行粗淺的闡述。

2直流電動機的運行維護

Z4系列直流電動機是引進德國AEG公司技術制造的新型電機，優點是轉動慣量小，有較好的動態性能，并能承受較高的負載變化率，調速性能好，啟動轉矩較大。但是對使用條件及環境要求苛刻，維護較困難，維護成本亦較高。使用過程中要充分認識到這一點，尤其以下幾個方面應當重視。

2.1 安裝要求

電機安裝時，必須首先對電機基座進行校準，保證電機安裝的水平度。與負載直聯接時確保電機軸與負載設備軸同心，否則運轉不穩定易產生振動，輕則導致電刷與換向器的換向片之間打火，使電刷磨損加劇，換向性能變差，使用周期變短；重則

導致換向器環火，換向片之間短路而影響電機換向，致使電機不能正常運轉。若振動過大會燒毀電機，甚至毀壞整流裝置。除安裝方面的因素外，如果運轉過程中所聯接負載的振動也會導致上述情況的發生。

2.2 環境要求

直流電動機最好是在干燥無塵的環境下運行。若塵粒積聚在換向器上會使電刷與換向器之間接和下限位開關，用于指示磨輥的限位。還有3個模擬信號：磨輥位置、磨輥壓力、磨體振動。還有來自DCS的磨輥壓力的設定信號。操作人員可以調節磨輥的壓力。

2.3.2 磨輥的升降操作

（1）發“啟動潤滑裝置”命令時，產生“磨輥上升”命令，直到3個磨輥都達到上限為止。這是磨輥的準備位置。（2）當輥磨主電機啟動時，磨輥仍保持上限位置。（3）當喂料機啟動時，磨輥下降，啟動加壓，進入正常生產狀態。（4）當喂料機停止時，磨輥上升，停止加壓。（5）當輥磨主電機停止時，磨輥下降，3min后下降停止。（6）發“停止潤滑裝置”命令時無操作。以上是磨輥完整的升降操作過程。

2.3.3磨輥的調壓操作

物料喂入輥磨的工作臺后，3個磨輥開始對物料進行碾壓粉磨。磨輥的壓力是可測量和可調節的。在磨輥上有一個壓力測量（模擬量），壓力信號輸入到PLC，再從PLC傳送給DCS系統，顯示磨輥壓力。另外，DCS系統有一個壓力設定值可供操作員設定，從DCS系統傳送給PLC。在PLC程序中，自動檢查壓力測量與壓力設定值是否相等，根據其差值的正負來調節，使壓力測量達到設定值要求。工作臺上物料的厚度由磨輥位置信號測量，輥磨的振動信號用來監視磨體振動情況。觸時打火，嚴重時則導致換向器環火。即使很小的飛灰有時也會產生電樞回路瞬間短路，致使整流裝置保護動作，使電機不能正常運行。另外，若電機內部的外來雜質和灰塵過多也會影響電機散熱，甚至使電機絕緣下降。而水泥廠生產線上一般都是高粉塵的環境，為避免上述情況發生，直流電動機的安裝環境一定要注意采取防塵措施。

2.3通風散熱要求

依據Z4電機的結構特點，該系列電機均采取強迫外通風冷卻方式，因此，通風散熱對Z4系列直流電動機非常重要。通風散熱不好，電機溫度上升，若溫升過高會使勵磁繞圈絕緣下降，甚至導致勵磁繞組短路，波及轉子，燒毀電機。嚴重時在燒毀電機的同時，擊穿整流裝置勵磁回路或電樞回路整流橋中的電器元件。直流電動機大多采用另裝鼓風機的外冷卻散熱方式。應當注意，無論是在現場還是在中控啟動直流電動機，都應使鼓風機的運行作為必要條件。

2.4電機接線要求

電機接線即電機的電樞和勵磁端子的接線。每次接線前應檢查接線柱與標記是否相符，參照所提供的接線圖，按照要求的轉向，牢固可靠地接線。相鄰的電纜以及與接線盒內壁要保持盡可能大的距離。應注意檢查電機內部電纜接線是否牢固，以避免內部線纜因接觸不良而打火使勵磁回路或電樞回路短路，造成控制柜內勵磁回路或電樞回路一次側快熔保險熔斷，嚴重時會擊穿整流裝置內部勵磁回路或電樞回路整流橋上的電器元件。

2.5電刷及刷架

電刷及其刷架決定電機良好的換向性能和運行可靠性。一般原電機上的電刷是經過研磨的，通常只須檢查電刷在刷握中的活動情況以及磨損情況，并防止電刷引出線觸及換向器表面。如電刷在長期運行后需更換，則必須使用相同或相應品種的電刷，否則將不利于換向，或使換向器受損。換上新探刷后要按正確的方法研磨好。刷架的維護主要是保持絕緣部分的清潔。帶刷握的刷架在制造廠已調到符合運行條件的最佳位置，即中性區域，應注意拆裝后一定要在原位置安裝，否則會影響換向性能，且會引起電刷火花。

2.6換向器

換向器在長期低負載運行的情況下，易被磨損，特別是由于環火造成換向器表面不光滑需要重磨。對于表面嚴重不光滑，甚至換向片間嚴重短路的換向器要用鋒利的車刀在車床上精車，車好后用銼刀或鋼鋸條對換向片間的云母下刻1-1.5mm，然后手工清理倒角，去除毛刺和雜質，再將表面磨

2.7日常維護

電機的日常維護主要是清灰，檢查軸承、換向器、刷握及電刷。電機的冷卻風機濾網要定期清灰和更換，電機內部也要時常進行灰塵的清吹。尤其要注意電刷的磨損率（超過1＼3要更換），換向器的滑動面是否光澤清潔及與電刷的接觸是否良好，刷握中的電刷是否活動自如等等。對所有這些情況，應制定維護規程并嚴格遵照執行。

3直流傳動控制柜的維護

直流傳動控制柜包括下列主要元件：電源進線隔離開關、斷路器、主接觸器、控制回路斷路器、進線電抗器、勵磁和電樞供電回路熔斷器，以及作為核心部件的西門子-系列整流裝置等。該整流裝置是三相交流電源直接供電的全數字控制裝置（可單象限或四象限運行），用于直流電機電樞和勵磁供電，完成調速任務。我廠選用的單象限運行裝置，其功率部分電路采用三相全控整流橋B6C，勵磁回路采用單相半控整流橋B2HZ。利用整流裝置本身的參數設定單元及外接的顯示操作單元，可進行參數設定和修改以及啟停設備。可選擇給定值和反饋值為數字量或模擬量，所有的控制調節及附加功能都由功能極強的16位微處理器來實現。