王小闖

摘 要：考慮到寧波富德能源有限公司的實(shí)際情況，本文通過對(duì)繞線式電動(dòng)機(jī)和鼠籠式電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合公司實(shí)際運(yùn)行情況，提出了繞線式電動(dòng)機(jī)改造成鼠籠式電動(dòng)機(jī)的改造方案，以期為電氣管理人員提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：繞線式電動(dòng)機(jī);鼠籠式電動(dòng)機(jī);改造;調(diào)試

中圖分類號(hào)：TM301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）34-0072-03

Practical Case of Changing Wire-wound Motor to Squirrel-cage Motor

WANG Xiaochuang

（Electrical Center of Ningbo Fude Energy Co.， Ltd.，Zhejiang Ningbo 315200）

Abstract： In consideration of the Ningbo Fude Energy Co.， Ltd.， this paper analyzed the composition structure and working principle of wound motor and squirrel cage motor in detail， and put forward the transformation scheme of wound motor to squirrel cage motor in combination with the actual operation of the company， in order to provide some help for the electrical management personnel.

Keywords： wound motor;squirrel cage motor;transformation;debugging

寧波富德能源有限公司動(dòng)力站鍋爐送、引風(fēng)機(jī)（共12臺(tái)），設(shè)計(jì)調(diào)速采用高壓內(nèi)反饋斬波調(diào)速裝置，與之配套的高壓電機(jī)內(nèi)為反饋繞線式電機(jī)。內(nèi)反饋繞線式電機(jī)在正常運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子碳刷易磨損，應(yīng)定期維護(hù)，清理積碳;同時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求較高。由于該公司現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境潮濕、煙道密封不嚴(yán)（煙氣中含有二氧化硫），電機(jī)集電環(huán)、恒力簧腐蝕特別快，從而造成集電環(huán)相間短路燒壞集電環(huán)及其附件。鍋爐在運(yùn)行中，送、引風(fēng)機(jī)又不能單獨(dú)停車進(jìn)行維護(hù)，根據(jù)實(shí)際情況，制訂改造方案，為公司實(shí)現(xiàn)利益最大化。

1 繞線式電動(dòng)機(jī)的工作原理與安全要求

1.1 繞線式電動(dòng)機(jī)的工作原理

三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成。定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，主要由定子鐵芯、定子繞組和基座等部件組成。轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部件組成，其作用是在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)子按其結(jié)構(gòu)的不同分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子[1，2]。

繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組同定子繞組一樣，是三相的，其連接成星型。每相繞組的始端連接在三個(gè)銅制的滑環(huán)上，滑環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上。環(huán)與環(huán)、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都是互相絕緣的。在環(huán)上用彈簧壓著碳質(zhì)電刷。繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖1所示。

啟動(dòng)電阻和調(diào)速電阻借助于電刷同滑環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組連接，如圖2所示。

鼠籠式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組不是由絕緣導(dǎo)線繞制而成，而是鋁條或銅條與短路環(huán)焊接而成或鍛造而成。鼠籠式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組因其形狀像鼠籠而得名，其結(jié)構(gòu)是嵌入線槽中銅條為導(dǎo)體，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來。中小型鼠籠式電動(dòng)機(jī)采用較便宜的鋁替代銅，將轉(zhuǎn)子導(dǎo)體、短路環(huán)和風(fēng)扇等鑄成一體，成為鑄鋁鼠籠式轉(zhuǎn)子。鼠籠式轉(zhuǎn)子如圖3所示。

1.2 安全要求

①繞線式電機(jī)可根據(jù)啟動(dòng)條件，選擇啟動(dòng)電阻器或頻敏變阻器啟動(dòng)，啟動(dòng)電阻器或頻敏變阻器的型號(hào)和參數(shù)應(yīng)與轉(zhuǎn)子電流、電壓及電阻匹配。

②為了避免電機(jī)運(yùn)行時(shí)滑環(huán)打火，繞線式電機(jī)安裝前需要除掉電滑環(huán)（集電環(huán)）上的塑料薄膜保護(hù)層，并檢查滑環(huán)上的碳刷裝置及滑環(huán)和碳刷上的導(dǎo)電線是否短路和松動(dòng)，同時(shí)將導(dǎo)電環(huán)上的防銹油清除干凈，檢查碳刷在環(huán)面上的壓力，應(yīng)為150～250g/cm2，檢查碳刷在環(huán)面上的接觸面積，應(yīng)大于75%以上。

③繞線式電機(jī)在重新啟動(dòng)前應(yīng)吹干凈集電環(huán)上碳刷灰，避免電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，因啟動(dòng)電流大而拉弧燒傷絕緣管及集電環(huán)。

④碳刷為易磨易損件，磨損后應(yīng)及時(shí)更換同牌號(hào)和同樣尺寸的新碳刷，新碳刷裝好后檢查新碳刷在環(huán)面上的壓力及其在環(huán)面上的接觸面積，應(yīng)符合②的要求。

2 繞線式電動(dòng)機(jī)和鼠籠式電動(dòng)機(jī)的區(qū)別

2.1 結(jié)構(gòu)

繞線式電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)子繞組有滑環(huán);鼠籠式電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)子繞組無滑環(huán)。

2.2 機(jī)械性能

繞線式電動(dòng)機(jī)高速不結(jié)固;鼠籠式電動(dòng)機(jī)結(jié)固。

2.3 安全性

繞線式電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，電機(jī)碳刷接觸面會(huì)產(chǎn)生火花，有火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn);鼠籠式電動(dòng)機(jī)無碳刷運(yùn)行過程中較安全。

2.4 機(jī)械特性

繞線式電動(dòng)機(jī)機(jī)械軟特性，可小范圍調(diào)速;鼠籠式電動(dòng)機(jī)機(jī)械硬特性，即恒速。

2.5 啟動(dòng)性能

繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入外加電阻，降低了啟動(dòng)電流和轉(zhuǎn)速，增加了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩;鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流大，轉(zhuǎn)矩小，功率因數(shù)較低，頻繁啟動(dòng)時(shí)，還容易造成鼠籠斷條。

2.6 應(yīng)用

繞線式電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高，控制電機(jī)運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜一些，其應(yīng)用相對(duì)要少一些，一般用在載重負(fù)荷中，如起重機(jī)等;鼠籠式電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低，控制電機(jī)運(yùn)行相對(duì)簡(jiǎn)單，所以得到廣泛應(yīng)用。

3 長(zhǎng)沙電機(jī)廠YRKKNT系列電動(dòng)機(jī)的改造方案

目前，寧波富德能源有限公司主要采用長(zhǎng)沙電機(jī)廠有限責(zé)任公司的YRKKNT系列繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其外觀如圖4所示。

3.1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子改造方案

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子尾部滑環(huán)、刷架、刷盒、碳刷全部拆除，轉(zhuǎn)子繞組三相引出線在轉(zhuǎn)子內(nèi)部短接并固定。改造前的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子尾部如圖5所示，改造后的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子尾部如圖6所示。

3.2 電動(dòng)機(jī)控制回路改造方案（1#送風(fēng)機(jī)為例）

電動(dòng)機(jī)原控制回路是通過內(nèi)反饋斬波調(diào)速裝置來實(shí)現(xiàn)啟停和控制調(diào)速的，具體如圖7所示。

現(xiàn)將原電動(dòng)機(jī)改造為普通的鼠籠式電動(dòng)機(jī)以后，就

需要對(duì)電動(dòng)機(jī)控制回路進(jìn)行改造，具體改造如下：①分別拆除電纜編號(hào)為1SFJ101（高壓柜至斬波調(diào)速裝置）、1SFJ105（斬波調(diào)速裝置至操作柱）、1SFJ106（斬波調(diào)速裝置至DCS機(jī)柜）、1SFJ107（斬波調(diào)速裝置至DCS機(jī)柜）的控制電纜。②取消DCS機(jī)柜轉(zhuǎn)調(diào)速、轉(zhuǎn)全速、裝置備好、全速運(yùn)行、調(diào)速運(yùn)行、裝置故障DO和DI點(diǎn);取消DCS機(jī)柜轉(zhuǎn)速控制信號(hào)、轉(zhuǎn)速顯示信號(hào)AO和AI點(diǎn)。③重新敷設(shè)一根編號(hào)為1SFJ110（高壓柜至DCS機(jī)柜）7×2.5的控制電纜;原DCS機(jī)柜1SFJ106/50、75、76三根控制線拆除并依次更換為1SFJ110/45、3、33來實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的啟停;其他DCS機(jī)柜1SFJ106/74、77、78三根控制線也一并拆除。④恢復(fù)電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作柱1SFJ103/3、3’、45三根控制線。

改造后的電動(dòng)機(jī)控制回路如圖8所示。

3.3 電動(dòng)機(jī)改造后調(diào)試運(yùn)行

3.3.1 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的檢查。①按接線盒內(nèi)規(guī)定的相序U1、V1、W1接線，電機(jī)一般按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（面對(duì)軸伸端看），互換任意兩個(gè)端子則可使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。②檢查瓷瓶是否松動(dòng)，瓷瓶中的導(dǎo)電螺桿與金屬物的爬電距離是否足夠等。③接線完備后，應(yīng)清除接線盒內(nèi)殘余物，擰緊所有端子的螺栓、螺母，同時(shí)電機(jī)應(yīng)接上接地線。④電機(jī)殼體必須妥善而牢固地接地。⑤測(cè)量電機(jī)的絕緣電阻是否合格。⑥仔細(xì)檢查開關(guān)柜，以免開關(guān)出現(xiàn)誤操作。

3.3.2 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的檢查。①轉(zhuǎn)動(dòng)正常，無異音。②振動(dòng)與串動(dòng)不超過規(guī)定值。③潤(rùn)滑油溫，軸承溫度正常。④電動(dòng)機(jī)出入口風(fēng)溫及本體溫度正常。

4 結(jié)論

寧波富德能源有限公司12臺(tái)繞線式電動(dòng)機(jī)自2013年年底改造以來，運(yùn)行良好，滿足了動(dòng)力站鍋爐生產(chǎn)的需要，延長(zhǎng)了鍋爐安全運(yùn)行的周期，為公司節(jié)約了成本，贏得了好評(píng)。本文通過對(duì)繞線式電動(dòng)機(jī)和鼠籠式電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合公司實(shí)際運(yùn)行情況，提出了繞線式電動(dòng)機(jī)改造成鼠籠式電動(dòng)機(jī)的改造方案，希望對(duì)電氣管理人員有一定幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[2]維修電工.石油化工職業(yè)技能培訓(xùn)教材[M].北京：中國石化出版社，2008.