同步电动机频繁损坏原因解决技术

同步电动机频繁损坏的原因及解决的技术摘要：文章分析了同步电动机频繁损坏的主要原因，提出了解决措施，以确保电机安全运转。

关键词：同步电动机频繁损坏原因解决技术

中图分类号：tm 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）05-0186-01

原料磨同步电动机曾在一段时期内频繁损坏，直接影响到公司的生产和设备的安全运行。因此正确分析判断同步电动机的故障原因，并提出相应技术改进对策，就成了我们的当务之急。

1 同步电动机运行中频繁损坏的原因分析多年来，通过对本单位同步电动机及励磁装置运行长期统计、分析和研究，到许多同行业单位了解同步电动机运行情况，对大量调查研究数据进行数理统计分析；对电机损坏现象作了技术分析和研究；对电机的起动过程、投励过程、灭磁过程以及正常运行中的各种典型状态波形进行摄片，并对所摄波形特征进行分析。结果表明：导致同步电机损坏的原因不在电机本身，其根本原因是电动机所配励磁装置只能满足一般基本使用功能，其技术性能较差所致。

1.1 同步电机起动时受到的损伤。同步电动机励磁装置主电路为桥式半控励磁装置，其主电路如图 1 所示：

电机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应一交变电势，其正半波通过 zq 形成回路，产生+if；而其负半波则通 kq 及rf 回路，产生-if，如图 2 所示。由于电路的不对称，形成+if与

-if电流不对称，定子电流也因此而强烈脉动，电机将遭受脉振转矩强烈振动，可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失，电机起动过程受到强烈脉振是电机损伤的重要原因之一。电机起动过程中转子电流及定子电流变化波形如图 2 及图 3所示：

无论是半控桥，还是全控桥，电机起动过程投励时往往听到一声沉闷的冲击声，且投励电流较大。电机起动过程中所出现的脉振，投励时受的冲击，是由于励磁装置起动回路及投励环节设计不合理所造成，通过改善起动回路及投励时合理选择转子位置角，起动过程中的脉振和投励冲击现象可以消除。

1.2 同步电机失步时受到的损坏。分离元件可控硅励磁装置采用 gl 型反时限继电器或用 dl 继电器组成的定时限过流保护兼

作失步保护，而电机“过负荷”与电机“失步”是完全不同的两个概念，通过分析电机失步时的暂态过程，现场试验及实拍的电机失步暂态波形，可以充分证明：用过负荷继电器兼作失步保护，当电机失步时不能动作，有的虽能动作，但动作时间大大加长，实际上起不到保护电机的作用。

1.3 励磁装置控制系统对同步电动机寿命的影响。由于该励磁装置的控制部分存在很多缺陷，电机运行的可靠性也因此得不到保障，它同样是引起电机损伤和影响电机寿命的重要原因。

2 减少同步电动机频繁损坏所采取的技改措施

同步电动机故障率高，据统计绝大部分都是励磁装置技术性能

太差所导致。要提高同步电动机运行的可靠性，必须对老式励磁装置进行适当改造，消除电机起动过程中的脉振、投励的冲击，增装可靠的的失步保护，解决运行中原控制插件经常出现接插件接触不良、欠励、缺相、丢波、三相不平衡、励磁电流、电压不稳定、灭磁性能差等技术问题。鉴于上述情况，针对造成电机损坏的根本原因，成功地对原励磁装置进行了技术改造。经过技术改造的励磁装置有以下主要特点：（1）改造后电机在异步驱动过程中平滑、快速，完全消除采用老式励磁屏在电机异步暂态过程中所存在的脉振，满足带载起动及再整步的要求。（2）投励按照“准角强励整步”的原则设计，并具有强励磁整步的功能，电机拉入同步的过程平滑、快速、可靠。

（3）具有先进完善的过励失步，欠励失步保护系统，保证电机发生过励失步和欠励失步时，快速动作，以免电机受损伤。（4）在电机失步后，具有带载自动再整步的功能，整个过程平滑、快速（仅需数秒钟），且不损伤电机，不必减负载，并设有后备保护环节，以保证电机的安全运行。具有独立可靠的灭磁系统，使电机在遇到故障被迫跳闸停机时，明显减少其损伤程度。输出励磁电压和励磁电流的调节范围为电动机额定励磁电压和额定励磁电流的30%～120%，并且连续可调，在调整范围内调整励磁参数，电动机不会失步。（5）具有三相自动平衡系统，即在正常励磁范围内不需调试，励磁装置输出电压波形始终三相平衡，一旦出于外部原因造成丢波、失控（如断线，快熔熔断等），装置具有自动报警系统。

所有控制过程均自动处理，且有完整的信号系统，当电机出现失步时，再整步后备保护跳闸、励磁失控、装置是否运行正常等均有信号指示。采用分级整定灭磁可控硅的开通电压，投励后正常运行时灭磁电阻处于“冷态”。当出现过电压情况时开通，装置在过电压消失后有自动关断系统。（6）采用综合控制器控制，能显示自身是否发生故障。3 改造后运行情况改造后的 40 多台励磁装置投入运行以来，运行平稳可靠，事故几率降低。能有效防止同步电动机的损坏，延长使用寿命，为提高单位的经济效益，降低运行成本，发挥了较大的作用。同时也为同类工程解决此问题提供了经验。

3结语

同步电动机励磁装置改造后，使我公司6kv高压同步电动机及励磁屏故障率、维修量显著降低，经过2年运行考验，受到基层维护人员的一致好评和充分肯定。由于采用了先进的电脑控制技术，使整个操作更方便，性能也更稳定可靠，有利于运行操作人员的使用和监控。选用的lzk3型励磁装置设置了闭环恒功率因数调节，使用软件实现pid调节，保持恒功率因数运行，实现了同步电动机的最佳经济运行。

参考文献：

[1]同步电动机原理，电气出版社，2001（6）.

[2]交流同步电动机原理，工业出版社，2003（7）.

[3] 陈化钢.电力设备预防性试验方法[m].北京：水利电力出版社，1993.

[4]胡虔生.电机学[m].北京：中国电力出版社，2005.

[5]高金峰.故障排除与维修[m].北京：科学出版社，2005.

[6]潘咸昂.泵站辅机与自动化[m].北京：中国水利水电出版社，1999