降低高壓電機故障率的技術實踐

張 明，魏菊霞

（金川集團股份有限公司選礦廠，金昌 737100）

1 背景技術

電動機是把電能轉換成機械能的一種設備，是驅動機械設備正常運轉的動力裝置。隨著經濟發展迅速，企業規模起來越大，選用的設備也越來越大型化，配套動力設備也普遍選用中高壓電動機。其中高壓異步電動機應用最為廣泛，可用于驅動各種不同機械之用：如壓縮機、水泵、破碎機、切削機床、運輸機械及其它設備，供礦山、機械工業、石油化工工業等各種工業中作原動機用。

對于高壓異步電動機來說，冷卻和潤滑是確保正常運轉的兩個重要因素。一般為電機外殼表面冷卻，電機外殼制作加工凹槽，增大熱交換面積，實現電機繞組的降溫。而為了保障高壓同步電動機的安全、穩定運行，設計的潤滑系統一般為強制性潤滑，油壓和油流是重要的參數，關鍵參數的恒定是設備潤滑系統正常運行的前提和基礎。

2 運行現狀

某大型選礦廠破碎和磨礦設備均配置6Kv/600kw、6Kv/315kw、6Kv/450kw、6Kv/1000kw高 壓 同 步 電動機。以某液壓圓錐破碎機動力裝置采用的鼠籠式6極600kw和315kw，6000V，50Hz高壓異步電動機為例：破碎機生產時間和處理量決定于上游工序礦山出礦和運輸，設備運轉率總是受制于礦山來礦情況，破碎機存在長時間超負荷運行情況，加之環境影響，散熱不佳，導致電動機前后兩端軸承及定子繞組溫度偏高，迫使高壓異步電動機根據溫度變化頻繁跳車，嚴重時電動機的定子繞組燒毀、主軸斷裂。電動機頻繁故障最終導致破碎設備頻繁淹磨、歐米伽聯軸器崩裂、定錐動錐襯板碎裂等。破碎生產裝置故障又會嚴重影響到后序磨礦和浮選作業的連續穩定生產和操作，造成技術指標波動異常和經濟效益下降。

又以溢流球磨機高壓同步電動機為例：高壓同步電動機軸承的稀油潤滑系統包括高、低壓兩個供油系統，開車時可任意開起一臺油泵為主油泵，潤滑油經低壓油泵向高壓同步電動機軸承軸瓦供油，然后再回流至潤滑油站油箱。低壓油壓信號是球磨機高壓同步電機安全、穩定運行的關鍵條件，低壓油泵的低壓信號是通過油壓控制器內部接點閉合或斷開的信號進行控制。在實際運轉過程中，低壓信號經常出現瞬間誤動作，或單臺油泵運行油壓低于設定值時，高壓電機將無法正常運轉，就會造成電機和球磨機頻繁跳車，甚至導致磨機出現研瓦等重大事故的發生。

3 實踐方案

3.1 電機潤滑控制系統的實施

圖1 控制系統裝置結構示意圖

技術方案圖示

基于高壓同步電機運轉參數要求，結合電機軸承潤滑的實際設定油泵的工作油壓以及警戒油壓，分別將工作油壓和警戒油壓信號送至PLC控制系統輸入卡件，根據球磨機工作方式和潤滑油站油量循環狀況確定備用泵投運延時時間，編制油泵備自投控制程序：當油壓低于工作油壓設定值時，延時后控制系統發出指令使備用泵自動啟動投運進行補壓，油壓恢復正常后備用泵自動停止，若備用泵投運一定時間未達到工作油壓或低于警戒油壓，系統發出停車指令，同時輸出油壓報警信號，從而實現油壓異常時油泵備自投的功能，從根本上解決了油壓異常造成的頻繁跳車現象，確保球磨機平穩運行。潤滑控制系統裝置見下圖。

3.2 電機軸承降溫裝置的實施

高壓異步電動機內部降溫裝置實施方案主要是通過降溫裝置的研發和制作實現，首先根據電機的外形尺寸設計內置式降溫裝置的結構和尺寸，兩端帶孔的降溫裝置端板兩塊，制作頂板及帶進風口、出風口的底板各一塊，側板及帶安裝測溫端子兩端口的側板各一塊；將軸流風機用螺栓固定到降溫腔體的一端面，將制作好的降溫裝置安裝到破碎機高壓異步電動機的側面兩端口，將測溫傳感器端子固定到降溫裝置的一側板，并將降溫裝置的送風風機以送風方式進行接電測試，保證裝置的安全、可靠。利用電機外殼側面原有的兩個端口分別作為熱氣流通向降溫裝置的進風口和出風口，熱氣流在降溫腔內的降溫排管表面實現熱量交換，降溫后的氣流通過出風口進入電動機內部，從而達到對電機定子繞組溫度的冷卻作用。

4 實施效果

電機軸承降溫裝置在單缸液壓圓錐破碎機高壓異步電動機安裝后，內部降溫裝置運行后，開車運行檢測定子溫度由原來的87℃降低到62℃，軸承溫度由原來的51℃降低到40℃。定子及轉子運行溫度降低了接近15℃，軸承溫度降低了接近10℃。較好的杜絕了由于破碎機運行超過4小時，定子溫度和軸承溫度超過允許值跳車，停車降溫的被動局面，能實現不間斷連續運行，較好的滿足了高滿負荷生產的需求。

通過對高壓同步電動機實施軸承潤滑控制系統改造后，可通過壓力控制器作為球磨機運轉過程中油壓是否正常的依據，并通過PLC控制程序在電機運轉過程中油壓異常時自動啟動備用泵及時進行補壓，杜絕了因低壓信號誤動作，或單臺油泵運行油壓低于設定值時，高壓同步電動機將無法正常運轉的現象，顯著降低了設備和電機的故障率，提高了設備運轉效率，降低了生產運行成本。同時徹底解決了設備事故造成的生產中斷，使設備與工藝達到最佳匹配化。