劉曉杰

(大同煤礦集團(tuán) 馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037100)

麻家梁礦為立井提升的特大型礦井，年產(chǎn)量1 200萬(wàn)t。主井井筒凈直徑為9.0 m，井深603.1 m。由于井筒直徑大，提升能力要求高，該礦同瑞典ABB公司、徐州安全設(shè)備有限公司、唐山東潤(rùn)自動(dòng)化工程技術(shù)有限公司等企業(yè)進(jìn)行合作，開發(fā)出目前國(guó)內(nèi)提升能力最大、安全性最強(qiáng)、自動(dòng)化水平最高的單次提升近百噸的亞洲一流的主井提升系統(tǒng)。其中主井提升設(shè)備為瑞典ABB公司制造的2臺(tái)落地式多繩摩擦提升機(jī)，型號(hào)為JKMD-5.7 m×4(Ⅰ)，滾筒直徑為5.7 m，為目前國(guó)內(nèi)最大的提升機(jī)；鋼絲繩為英國(guó)布頓公司制造，繩徑為59 mm；提升電機(jī)為2臺(tái)AMZ 2500QN16 PNB型電動(dòng)機(jī)，電控采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)；井下配備定量箕斗裝載系統(tǒng)，地面配備液壓缸小車自動(dòng)卸載系統(tǒng)。整個(gè)提升高度為598 m，箕斗載重45 t，提升速度13.7 m/s，單次提升時(shí)間為111 s。

1 提升電機(jī)概況

提升電機(jī)為2臺(tái)AMZ 2500QN16 PNB型7 000 kW快速制動(dòng)雙繞組三相同步電機(jī)，采用DTC(直接轉(zhuǎn)矩控制)控制即ACS6000 SD控制的提升電機(jī)，額定輸出轉(zhuǎn)矩1 453 kN·m，額定頻率6.13 Hz，額定輸出轉(zhuǎn)速46 r/min。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直接裝在提升機(jī)主軸，這樣布置既減少中間的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高其傳動(dòng)精度和效率，又提高了系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度[1]。

2 存在問題

在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)二號(hào)主井電機(jī)在加減速段有“嚓、嚓”的異響，隨后立即檢查電機(jī)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的1號(hào)線圈整體向軸心偏移2.5 cm，轉(zhuǎn)子鐵心未發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子和定子間氣隙均勻且無(wú)變化。對(duì)一號(hào)主井電機(jī)也作了同樣的檢查后發(fā)現(xiàn)，一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)子的9、11號(hào)線圈整體向軸心發(fā)生了2.5 cm的位移，轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙正常，同時(shí)發(fā)現(xiàn)一號(hào)電機(jī)的11號(hào)轉(zhuǎn)子線圈包上存在一處相線擊穿現(xiàn)象。

運(yùn)行4小時(shí)后再次對(duì)兩臺(tái)電機(jī)進(jìn)行了檢查，二號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)子除1號(hào)線圈外其它線圈位移再未發(fā)生變化，但四個(gè)線包有7處存在擊穿現(xiàn)象，即8號(hào)線圈包2處，10號(hào)線圈包3處，11號(hào)線圈包1處，15號(hào)線圈包1處。隨后又運(yùn)行4小時(shí)，再次檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)2號(hào)線包有3處擊穿現(xiàn)象，14號(hào)線包有1處擊穿現(xiàn)象。

3 原因分析

由于該提升系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)最大的提升系統(tǒng)，提升電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到線圈徑向移位方面的問題，轉(zhuǎn)子線包與鐵芯之間的絕緣板塞緊程度不夠，接觸面積小等制造工藝達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)要求而造成轉(zhuǎn)子線包移位。線圈匝間擊穿是由于線包移位導(dǎo)致磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)引起的；而在沒有移位的線圈上也發(fā)生擊穿是由于相鄰線圈移位對(duì)未移動(dòng)的磁極也產(chǎn)生影響所致[2]。

4 問題解決

根據(jù)以上分析，為防止轉(zhuǎn)子線包脫落，設(shè)計(jì)在電機(jī)線圈下面安裝磁極支撐，增大接觸面積，同時(shí)在線包與鐵芯之間加絕緣墊，結(jié)構(gòu)及安裝示意見圖1-圖4。

安裝支撐前先在轉(zhuǎn)子支撐上打32個(gè)D12 mm的孔，具體為先打D5 mm的孔，再打D10.5 mm的孔，最后攻絲，孔深為35 mm。現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝流程為：

1) 額外極支撐楔形塊(101、102)，用于支撐電極，支撐裝在每個(gè)電機(jī)線圈下面(兩側(cè)都要裝)。

2) 將0.5 mm厚的ASPN聚酯纖維薄膜(105)和AOMHZ聚酯纖維Filt(106)放在楔形塊和電極之間。先在楔形塊上鋪上聚酯纖維薄膜，然后再在線圈和薄膜間鋪上3到5層的聚酯纖維Filt，調(diào)整絕緣材料，直到其超出楔形塊20 mm。

3) 在轉(zhuǎn)子中心用M12(107、110)的螺釘安裝支撐板(103)，擰緊扭矩為80 N·m。

4) 擰緊M10(108、109)螺栓時(shí)楔形塊被壓向線圈，注意：最大扭矩不能超過20 N·m，否則會(huì)損壞線圈。

5) 彎曲鎖緊板(104)鎖緊螺栓。

圖1 支撐結(jié)構(gòu)

圖2 支撐安裝位置示意

圖3 支撐安裝部位B放大圖

圖4 支撐安裝部位剖面圖

5 結(jié) 語(yǔ)

此磁極支撐加裝在麻家梁礦兩部主井電機(jī)轉(zhuǎn)子線包上后，運(yùn)行期間未出現(xiàn)線包位移與擊穿現(xiàn)象，延長(zhǎng)了電機(jī)線包的使用壽命，同時(shí)減少了電機(jī)維護(hù)時(shí)間及費(fèi)用，提高了主丼提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，能更好地為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。