李文鋒 張勇

（廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司，廣東 廣州 510730）

一、前言

廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司作為珠三角進(jìn)出口貿(mào)易的前沿，其裝卸貨類以件雜貨、糧食為主，件雜貨在堆場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，一般利用輪胎式起重機(jī)作業(yè)。近年來(lái)隨著港口發(fā)展新機(jī)遇的出現(xiàn)，件雜貨的進(jìn)出口量不斷增加，在此形勢(shì)下，廣州港集團(tuán)有限公司新港港務(wù)分公司貨物吞吐量逐年遞增。

二、問(wèn)題

為保證件雜貨的作業(yè)，廣州港集團(tuán)有限公司新港港務(wù)分公司輪胎式起重機(jī)的利用率大幅增加，由于25噸輪胎式起重機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)組為制造單位早期生產(chǎn)的初級(jí)產(chǎn)品，發(fā)電機(jī)為國(guó)產(chǎn)（咸寧同發(fā)發(fā)電機(jī)廠型號(hào)為T(mén)ZH-120）自補(bǔ)償同步交流發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁方式為自勵(lì)磁，即通過(guò)電抗器、自補(bǔ)償變壓器、電刷勵(lì)磁。由于在最初設(shè)計(jì)時(shí)存在缺陷、制造工藝不精細(xì)，在使用過(guò)程中反復(fù)出現(xiàn)勵(lì)磁整流橋燒壞，同步阻尼環(huán)斷裂、電抗器及變壓器損壞、電機(jī)匝間短路等諸多故障，同時(shí)對(duì)整機(jī)供電系統(tǒng)造成不穩(wěn)定隱患，對(duì)其他用電及調(diào)速裝置產(chǎn)生不利因素，影響作業(yè)效率，同時(shí)也增加了發(fā)電機(jī)的維修成本。

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供電系統(tǒng)電壓不穩(wěn)會(huì)引發(fā)繼電器觸頭燒壞、斷路器跳閘、PLC外部電源燒壞、PLC內(nèi)部電源板燒毀、直流調(diào)速器跳閘、直流調(diào)速器晶閘管燒毀。2009年8月底輪吊2514發(fā)生比較嚴(yán)重的電氣故障，PLC外部電源及PLC內(nèi)部電源板燒壞，據(jù)分析故障為發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)電涌現(xiàn)象出現(xiàn)高電壓沖擊，使PLC內(nèi)外部電源燒壞。輪2509至2009年7月份起直流調(diào)速器晶閘管經(jīng)常燒毀，一共燒壞了12個(gè)，每個(gè)900左右，經(jīng)過(guò)檢查為電機(jī)電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致，此外由于電壓不穩(wěn)定有時(shí)會(huì)導(dǎo)致起升電機(jī)受到?jīng)_擊，出現(xiàn)貨物下落等危險(xiǎn)隱患，而且電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期受到不穩(wěn)定電壓沖擊嚴(yán)重減短了電機(jī)的使用壽命。

電機(jī)定子匝間短路、轉(zhuǎn)子匝間短路為比較危險(xiǎn)的故障，發(fā)電機(jī)繞組之間絕緣層由于老化、溫度高使其絕緣性突然下降導(dǎo)致電流電壓突然大幅增大使保護(hù)回路跳閘，由于其出現(xiàn)具有不確定性，可能在作業(yè)期間出現(xiàn)，可能出現(xiàn)貨損、機(jī)損甚至人員傷害。以下為2008-2009年輪吊主電機(jī)送外維修記錄表1：

備注：按照廣州港集團(tuán)有限公司設(shè)備自編號(hào)要求，輪胎式起重機(jī)簡(jiǎn)稱輪XXXX,數(shù)字前兩位表示額定起重量，后兩位表示順序編號(hào)。

三、改造方案的選擇

現(xiàn)代新的同步交流發(fā)電機(jī)在電機(jī)結(jié)構(gòu)及勵(lì)磁方式上改進(jìn)較大，且為了適應(yīng)現(xiàn)代電器設(shè)備負(fù)載的變化仍在不斷完善。

（1）采用無(wú)刷勵(lì)磁方式。無(wú)刷勵(lì)磁方式一般以通過(guò)交流勵(lì)磁機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁的無(wú)刷自勵(lì)方式為標(biāo)準(zhǔn)方式，采用電流互感器和線性電抗器的功率矢量合激式勵(lì)磁及復(fù)激自勵(lì)方式。為了適應(yīng)現(xiàn)代負(fù)載，隨著高性能永磁鐵的研制，無(wú)刷PMG(永磁發(fā)電機(jī))勵(lì)磁方式已被大量采用，該勵(lì)磁方式下勵(lì)磁狀況不受負(fù)載的影響，且具有可供持續(xù)短路電流的優(yōu)點(diǎn)。（2）采用先進(jìn)的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)，能夠保證在惡劣條件下能進(jìn)行可靠的運(yùn)行作業(yè)。（3）采用高等絕緣材料。發(fā)電機(jī)采用高等絕緣材料(H級(jí))，以確保發(fā)電機(jī)在苛刻環(huán)境下長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，同時(shí)具有自動(dòng)除潮功能。（4）短路電流大，在三倍額定電流下可運(yùn)行105。如法國(guó)（Leroy Somer)利萊森瑪發(fā)電機(jī)。（5)保護(hù)等級(jí)高，高性能機(jī)組為IP23，一般機(jī)組為IP2l。（6)普遍采用2/3節(jié)距繞組，最大限度降低了三次諧波和中線電流，適合于非線性負(fù)載用戶，可用脈沖抑制器保護(hù)二極管免受電壓峰值的影響。

四、改造前后的效果對(duì)比

表4與同類型發(fā)電機(jī)主要性能對(duì)照表

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改造前故障：輪2509至2009年7月-2009年11月，直流調(diào)速器晶閘管經(jīng)常燒毀，一共燒壞了12個(gè)（一個(gè)直流調(diào)速器共有6個(gè)晶閘管，出現(xiàn)故障6個(gè)都需要更換），每個(gè)900左右，經(jīng)過(guò)檢查為電機(jī)電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致。此外由于電壓不穩(wěn)定有時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)整流橋經(jīng)常燒壞。

改造后故障：2010年1-6月份完好臺(tái)時(shí)4192小時(shí)，維修臺(tái)時(shí)152小時(shí)，作業(yè)1215小時(shí)，報(bào)修臺(tái)次21次，其中機(jī)械故障17次，電氣故障4次（與新發(fā)電機(jī)有關(guān)的電氣故障為0）。

電機(jī)升級(jí)改造后，使用至今沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)此類型的故障。而且新電機(jī)輸出交流電壓穩(wěn)定，過(guò)載能力強(qiáng)，帶負(fù)載穩(wěn)定。

五、結(jié)尾

經(jīng)過(guò)將近7個(gè)月的跟蹤使用，輪胎式起重機(jī)作業(yè)故障明顯減少，維修成本降低，斯坦福UCI274電機(jī)無(wú)論是在電機(jī)性能、產(chǎn)品質(zhì)量上是完全能滿足我們港口需求的。

[1]《港口設(shè)備管理技術(shù)》.

[2]《電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)》.

[3]《直流調(diào)速與PLC控制技術(shù)》.

[4]斯坦福電機(jī)系列產(chǎn)品說(shuō)明書(shū).