李　健

[摘要]印刷設(shè)備的管理對(duì)于每一個(gè)印刷廠來說，都是十分重要而又不可缺少的一項(xiàng)工作，它是使印廠能正常生產(chǎn)的有力保障。電動(dòng)機(jī)為印刷機(jī)各系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。印刷設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)有其一定的特殊性，電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是較理想的和應(yīng)用廣泛的調(diào)速方法。

[關(guān)鍵詞]電機(jī) 故障 調(diào)速

中圖分類號(hào)：TM3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0120106－01

隨著自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代包裝印刷機(jī)正朝著高質(zhì)量、高精度、高速度和高自動(dòng)化方向發(fā)展。包裝印刷機(jī)中的自動(dòng)化水平越來越高，控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從紙張（板）搬運(yùn)到印刷結(jié)束整個(gè)印刷機(jī)運(yùn)行及操作過程的全自動(dòng)化。如新型的印刷開槽模切機(jī)采用微電腦控制技術(shù)，所有印刷操作都由中央控制器進(jìn)行同步控制?？梢哉f微電機(jī)是當(dāng)今高性能包裝印刷機(jī)中不可缺少的執(zhí)行元件和驅(qū)動(dòng)元件，從一臺(tái)包裝印刷機(jī)上使用電機(jī)數(shù)量的多少，就可以衡量出該設(shè)備的技術(shù)含量有多高。電機(jī)包括電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功能是把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，為印刷機(jī)各系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。在現(xiàn)代化印刷機(jī)中，除主機(jī)驅(qū)動(dòng)、紙臺(tái)升降、油泵、水泵和氣泵外，甚至水、墨量的調(diào)節(jié)也以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源。

一、印刷機(jī)中的電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

印刷機(jī)的型式很多，總體來看電動(dòng)機(jī)在印刷機(jī)上的應(yīng)用情況，具有以下四大特點(diǎn)：

1．?dāng)?shù)量大。如J1201印刷機(jī)單機(jī)應(yīng)用電動(dòng)機(jī)的數(shù)量高達(dá)26臺(tái)。

2．類別多。

3．調(diào)速電機(jī)比例高?，F(xiàn)時(shí)應(yīng)用于印刷機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)90%屬于調(diào)速電機(jī)。此外，還有大量水、墨量調(diào)節(jié)等無級(jí)變速直流伺服電機(jī)在印刷機(jī)中使用。

4．鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用量大。約占電機(jī)總量的九成以上。這一方面是由于印刷機(jī)工藝結(jié)構(gòu)的需要，另一方面則是由于此類電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便以及成本較低等優(yōu)點(diǎn)，配以變頻調(diào)速設(shè)備幾乎可以在印刷機(jī)的任何部位使用。

以上四個(gè)特點(diǎn)，在一定程度上既反映出印刷機(jī)的電氣化、電子化、高速化與自動(dòng)化的水平，又能反映出印刷機(jī)的制造與控制精度。

二、交流/直流電動(dòng)機(jī)常見故障

直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)常見故障有機(jī)械和電氣兩個(gè)方面。機(jī)械故障主要表現(xiàn)為軸承發(fā)熱、電機(jī)振動(dòng)、電樞與定子鐵芯相碰以及發(fā)出不正常的噪音等。一般是由于電樞轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的，在檢查時(shí)，用手工轉(zhuǎn)動(dòng)電樞，觀察電樞是否與定子相碰，判斷振動(dòng)是電機(jī)本身引起的還是由于傳動(dòng)裝置不良而造成。電機(jī)因自身動(dòng)平衡不好引起的振動(dòng)可能性較小，經(jīng)常發(fā)生的是傳動(dòng)裝置的同心度不好而引起振動(dòng)，此種現(xiàn)象發(fā)生后容易引起電機(jī)軸承損壞，甚至導(dǎo)致電樞輸出軸變形。

直流電機(jī)電氣故障最為普遍的是電刷與換向器之間的火花，正常運(yùn)行時(shí)，電刷與換向器之間的火花呈淡蘭色，微弱而細(xì)密，電刷的接觸表面平滑光亮，換向器表面會(huì)形成一層紅褐色的氧化層薄膜。電機(jī)不正常運(yùn)行時(shí)，火花大小和顏色均會(huì)發(fā)生變化，故障輕微時(shí)，火花呈現(xiàn)黃紅色，較明亮，換向器表面發(fā)黑，出現(xiàn)燒痕。若火花嚴(yán)重，則會(huì)大量噴射紅綠色火星，并夾雜著閃火，還會(huì)伴有嘎嘎響聲，如不及時(shí)停機(jī)檢查，很快會(huì)將換向器和電刷、電刷座燒壞。當(dāng)電刷位置偏離幾何中心線，電樞繞組內(nèi)部開路、短路時(shí)都有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的火花。此外，電刷牌號(hào)、性能不符，電刷壓力過大、過小，電刷研磨不好、接觸面積太少等原因，都會(huì)引起故障。

交流三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障基本與直流電動(dòng)機(jī)相同。這里針對(duì)常見的電氣故障做簡(jiǎn)要介紹，一是單相運(yùn)轉(zhuǎn)故障，即電機(jī)三相繞組中有一相繞組斷開，這時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩顯著減小，轉(zhuǎn)速變慢，聲音異常，時(shí)間稍長電機(jī)會(huì)因發(fā)熱嚴(yán)重而燒壞；二是電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱，甚至發(fā)出糊臭味，這種故障可能是因負(fù)載太重，也可能是電源電壓過低、過高引起的。

三、印刷機(jī)械中電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速

（一）交流變頻調(diào)速

電力拖動(dòng)系統(tǒng)中主要采用直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，由于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能好，因此直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)速領(lǐng)域一直占據(jù)首位。但是直流電動(dòng)機(jī)比交流電動(dòng)機(jī)價(jià)格高、尺寸大，且直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中存在機(jī)械換向器和電刷使電動(dòng)機(jī)維修困難，不適合易燃易爆的場(chǎng)合使用。

隨著大功率電力半導(dǎo)體元器件的出現(xiàn)，如可控硅元件等，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)飛速發(fā)展，尤其是交流變頻技術(shù)得到了很大的發(fā)展。目前，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速可以與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能相媲美，并有壓倒直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的趨勢(shì)。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速包括變極調(diào)速、變頻調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，其中變頻調(diào)速方式越來越被廣泛采用。

變頻調(diào)速即將交流電動(dòng)機(jī)的供電電壓大小和頻率進(jìn)行改變從而使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。變頻調(diào)速具有可與直流電動(dòng)機(jī)相比的調(diào)速性能，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、具有非常顯著的節(jié)能效果，變頻調(diào)速是一種比較理想的調(diào)速方法。

（二）交流變頻調(diào)速的發(fā)展與現(xiàn)狀

變頻技術(shù)開展較早，但是直到20世紀(jì)50年代晶閘管的出現(xiàn)，使變頻技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段。70年代以后更是發(fā)展迅速。80年代以后，已經(jīng)被廣泛用于拖動(dòng)系統(tǒng)中。交流變頻器的價(jià)格也在逐步下降。有相當(dāng)多的印刷機(jī)中正采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。

目前，國外發(fā)達(dá)國家和地區(qū)交流變頻調(diào)速的使用已經(jīng)超過了直流調(diào)速系統(tǒng)。變頻器第一大生產(chǎn)國日本有富士、東芝、三菱、日立等產(chǎn)品，德國有西門子變頻產(chǎn)品等。

我國改革開放以后，國外變頻器及技術(shù)不斷引入，最初，我國的各種印刷系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速系統(tǒng)的并不多，但隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品可靠性、質(zhì)量價(jià)格要求的不斷提高，特別是國產(chǎn)變頻器進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，變頻調(diào)速系統(tǒng)的在印刷機(jī)中的應(yīng)用現(xiàn)已經(jīng)十分普遍。

（三）變頻調(diào)速技術(shù)在印刷機(jī)中的應(yīng)用

目前，市場(chǎng)上無論是什么形式的印刷機(jī)，也不論是首次推出的新產(chǎn)品還是不斷進(jìn)行技術(shù)改造的老產(chǎn)品，在自動(dòng)化水平和可靠性方面都有了很大的提高。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式也是印刷機(jī)制造者非常重視的技術(shù)方面，由于變頻調(diào)速可以獲得良好的調(diào)速特性和明顯的節(jié)能效果以及變頻器價(jià)格的不斷降低，采用變頻調(diào)速的印刷機(jī)越來越多。

參考文獻(xiàn)：

[1]項(xiàng)峰，調(diào)速電機(jī)，印刷技術(shù)雜志.

[2]高信旺、張瑞枝編著，印刷機(jī)電氣原理與維修，印刷工業(yè)出版社，1999.

[3]孫玉秋、董紀(jì)通編著，印刷機(jī)電氣自動(dòng)控制，中國輕工出版社，2002.

[4]周小群，交流變頻調(diào)速中的直流制動(dòng)[J].安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(03).

[5]李生亮、王青、萬臣，2д4200kW直流電動(dòng)機(jī)軸瓦發(fā)熱問題的解決[J].包鋼科技，2005，(01).