淺談橡塑行業(yè)用滑差電機(jī)故障分析與維修

孫海林

(泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300)

淺談橡塑行業(yè)用滑差電機(jī)故障分析與維修

Fault analysis and maintenance of slip motor used in rubber industry

孫海林

(泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300)

簡要介紹滑差電機(jī)基本結(jié)構(gòu)，對其工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并結(jié)合橡塑行業(yè)的特點(diǎn)和實(shí)例重點(diǎn)分析了滑差電機(jī)故障處理的具體方法。

滑差電機(jī)；結(jié)構(gòu)；工作原理；故障；維修

滑差電機(jī)，也稱電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，維修簡單，能勻速、連續(xù)的在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩的無級調(diào)速。因此，在橡塑行業(yè)有著廣泛的運(yùn)用。

1 滑差電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

滑差電機(jī)由交流異步電動(dòng)機(jī)、電磁滑差離合器、測速發(fā)電機(jī)、控制器組成，在控制器的作用下組成一套帶有速度反饋的交流調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置，如圖1。滑差電機(jī)在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用下，能在較寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行平滑的無級調(diào)速。電磁滑差離合器是滑差電機(jī)的核心結(jié)構(gòu)，從原理上講，滑差電機(jī)與普通異步電機(jī)在結(jié)構(gòu)上略有不同。其中電樞是主動(dòng)部分，磁極是從動(dòng)部分，電樞和磁極獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

圖1 電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)框圖

電子差滑離合器工作原理如圖2所示。當(dāng)直流電流通過的磁極上勵(lì)磁繞組后，產(chǎn)生磁場，而電樞由異步電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電樞切割磁場而產(chǎn)生渦流，在渦流與磁場共同作用下，電樞受到電磁力F作用，而磁極轉(zhuǎn)子則在反向電磁力作用下形成與電樞旋轉(zhuǎn)方向相同電磁轉(zhuǎn)矩，即磁極轉(zhuǎn)子帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載順著電樞旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，即可對機(jī)械負(fù)載的轉(zhuǎn)速進(jìn)行平滑的調(diào)節(jié)，勵(lì)磁電流增大，磁場增強(qiáng)，電磁轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)速上升；反之亦然。但滑差電機(jī)和普通異步電機(jī)的工作條件略有不同，滑差電機(jī)只有在n磁極轉(zhuǎn)子＜n電樞時(shí)，也就是說只有兩者之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，即形成滑差，才能在電樞中產(chǎn)生渦流，進(jìn)而形成電磁轉(zhuǎn)矩，才能驅(qū)動(dòng)磁極旋轉(zhuǎn)。

2 故障分析和處理

在實(shí)際使用過程中，由于使用不當(dāng)，加上橡塑行業(yè)工作環(huán)境不佳，其使用炭黑作為最好的橡膠補(bǔ)強(qiáng)配合劑，暫時(shí)沒有很好的替代，為了防止炭黑污染，目前在設(shè)備上采用密封生產(chǎn)，對大型密煉機(jī)而言（功率最高3 000 kW），冷卻通風(fēng)成為威脅調(diào)速正常使用的最大難題。此外，橡膠混煉和硫化過程中140～180℃高溫環(huán)境，也是引發(fā)滑差電機(jī)故障頻繁出現(xiàn)的“幫兇”。歸納起來，主要故障一般集中在：

圖2 電磁滑差離合器工作原理圖

2.1 勵(lì)磁線圈故障

實(shí)際使用中，勵(lì)磁線圈燒毀較為常見。從原因來看，由于受到

電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)影響，勵(lì)磁線圈安裝的位置出于滑差離合器內(nèi)部，空間局促，散熱不佳，是線圈燒毀的主要原因。尤其在以下幾種情況下，更容易發(fā)生。① 開機(jī)不當(dāng)，若開機(jī)時(shí)，先打開電動(dòng)機(jī)和后打開勵(lì)磁控制器的次序顛倒，且相隔時(shí)間較長，就會(huì)造成勵(lì)磁線圈處能量聚集，溫升過快。② 停機(jī)不當(dāng)，應(yīng)先停勵(lì)磁控制器再停電動(dòng)機(jī)，如果順序錯(cuò)誤會(huì)造成熱態(tài)的勵(lì)磁線圈在因電機(jī)停轉(zhuǎn)而形成封閉風(fēng)路中旋轉(zhuǎn)，致使線圈溫升加劇。③正常工作時(shí)，因線圈散熱不佳，尤其是夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，線圈散熱不暢，電機(jī)特性變軟，轉(zhuǎn)速變慢后，人為增大勵(lì)磁電流以提高轉(zhuǎn)速，反而造成線圈溫升超限。④維護(hù)不當(dāng)，或工作場合粉塵過多，致使電機(jī)轉(zhuǎn)子和滑差離合器軟連接，線圈溫升劇增。

故障描述：某橡塑生產(chǎn)常見一臺二輥橡塑壓延機(jī)用電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)（YcTl32-4B2.2 kW)合上控制器開關(guān)，歐姆表檢測勵(lì)磁線圈阻值無限大，確定勵(lì)磁線圈燒壞。

分析：對于勵(lì)磁線圈燒毀的故障，其實(shí)從原因上來看，解決的方法不外乎兩個(gè)，即嚴(yán)格按照操作步驟開關(guān)設(shè)備（若要徹底解決操作步驟問題，可在控制器內(nèi)附加一電路，以達(dá)到開機(jī)后直流勵(lì)磁自動(dòng)開啟，停機(jī)后自動(dòng)切斷直流勵(lì)磁）和增加散熱條件。

故障解決：設(shè)置異步電動(dòng)機(jī)和勵(lì)磁控制器聯(lián)鎖電路。在電磁

調(diào)速電動(dòng)機(jī)接觸器一常開觸點(diǎn)處引出引出一根相線至控制器的相線上，勵(lì)磁控制器的零線用公共零線。如此一來，開機(jī)時(shí)接觸器吸合，常開閉合，控制器得電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)時(shí)，接觸器斷開，常開斷開，控制器失電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。從而，有源頭上解決開關(guān)機(jī)操作失誤引起的線圈燒毀故障。此后，給電動(dòng)機(jī)安裝散熱裝置，最簡便的做法是給電機(jī)安裝風(fēng)扇，在電機(jī)長期或高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)開啟風(fēng)扇，進(jìn)行散熱。同時(shí)，注意電機(jī)工作環(huán)境整理，盡量避免粉塵、揚(yáng)灰進(jìn)入電機(jī)和離合器內(nèi)部，對潮濕環(huán)境下的勵(lì)磁線圈應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行干燥處理，對發(fā)生異響的勵(lì)磁線圈應(yīng)及時(shí)停用，及時(shí)排故。

2.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)也是滑差電機(jī)故障的多發(fā)環(huán)節(jié)。比如：①電源接通后．電機(jī)一切正常，但調(diào)節(jié)電位器，離合器輸出軸不動(dòng)作。其原因可能是

勵(lì)磁線圈的絕緣強(qiáng)度低，或其絕緣部分破裂引發(fā)短路。②顯示轉(zhuǎn)速數(shù)值與實(shí)際轉(zhuǎn)速不符，且調(diào)節(jié)無效，其原因可能是控制器無反饋信號輸入。③電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，滑差離合器進(jìn)入工作狀態(tài)，但始終加速且無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，或調(diào)節(jié)控制器正常工作，但一段時(shí)間，滑差離合器轉(zhuǎn)速電機(jī)進(jìn)行同步，此時(shí)控制器無法調(diào)節(jié)，當(dāng)點(diǎn)擊停轉(zhuǎn)后，無法再次啟動(dòng)。其原因可能是控制器的反饋回路故障，反饋信號失真失真。

故障描述：某橡膠輸送帶壓延生產(chǎn)線開放式煉膠機(jī)采用滑差電機(jī)調(diào)速，使用一段時(shí)間后，電機(jī)轉(zhuǎn)速突然自行升高。

故障分析：由于觸發(fā)移相環(huán)節(jié)中晶體管的容量或電壓裕度相對較小，晶體管出現(xiàn)問題后，參數(shù)發(fā)生變化而失控。尤其在電源電壓較高時(shí)，晶體管發(fā)熱量加大，出現(xiàn)軟擊穿。

故障解決：更換晶體管。

2.3 維護(hù)和保養(yǎng)

由于滑差電機(jī)常用企業(yè)重要設(shè)備中，故其日常維護(hù)和保養(yǎng)就顯得尤其重要。

①定期檢查系統(tǒng)通風(fēng)冷卻情況，若發(fā)現(xiàn)堵塞應(yīng)及時(shí)清理，若有冒煙或焦味，應(yīng)立刻停機(jī)檢查，直至故障排除位置。②盡可能避免設(shè)備低速運(yùn)轉(zhuǎn)，若不能避免應(yīng)盡量縮短低速運(yùn)作時(shí)間。③常用“聽診器”或改錐頂住軸承室外殼，聽軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否正常，如有尖叫聲等異響，應(yīng)停機(jī)檢查、排除。④要“望”“切”電機(jī)振動(dòng)情況，對較大振動(dòng)的情形應(yīng)檢查振源，查找有無過載情況，有無定轉(zhuǎn)子摩擦，有無軸承嚴(yán)重磨損。⑤定時(shí)、定點(diǎn)清理離合器內(nèi)部灰塵。⑥定期檢測測速電機(jī)靈敏度，在靈敏度不高時(shí)，及時(shí)找出原因進(jìn)行調(diào)整，對“飛車”和“瞬停”尤其要提高重視。⑦對長期不用的電機(jī)，開機(jī)時(shí)一定要校正轉(zhuǎn)速表刻度，校驗(yàn)反饋量。⑧不可頻繁進(jìn)行正反轉(zhuǎn)。⑨定期對軸承進(jìn)行潤滑。

[1] 王棟梁.滑差電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)及故障處理.中國設(shè)備工程，2012.12.

TQ320.5

1009-797X(2016)24-0077-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.023

孫海林（1978-），女，本科，工學(xué)學(xué)士，中學(xué)一級教師，主要從事應(yīng)用電子技術(shù)的研究及教學(xué)工作。

2016-11-21