桥式起重机大车电机频繁烧毁原因分析及处理

邓 伟， 张 翔

(西宁特殊钢集团有限责任公司，青海西宁 810005)

0 引言

桥式起重机是企业中最常用的一种吊装运输机械，其安全管理和使用十分重要。不仅直接影响车间生产、设备检修等任务的完成，而且事关人身、设备的安全。但因桥式起重机日常运转率高、操作频繁、工作环境相当恶劣(高温、潮湿、粉尘等)，经常在重载下进行频繁起动，制动，反转，变速等操作，而且桥式起重机司机习惯频繁进行反接制动停车，造成了大车电机因制动电流较大发热绝缘损坏，甚至电机烧毁，严重影响了桥式起重机的安全运行及生产的顺畅进行，以下就某车间使用最频繁的15/3T桥式起重机大车电机的运行状况，分析大车电机的烧毁原因并予以阐述。

1 桥式起重机大车电机的运行状况

目前，西宁特殊钢集团有限责任公司多数桥式起重机大车、小车、主卷、副卷电机均采用绕线型异步电机，转子二次侧串电阻调速，由于反复短时运行、频繁起动制动、现场灰尘大、高温、环境差，电机碳刷磨损快、滑环间容易短路放炮。并且桥式起重机司机习惯于频繁反接制动，导致控制大车电机的凸轮控制器触头组烧损更换频繁，大车电机转子回路外串调速电阻在高温环境中，无论是电阻本身还是电阻连接端子均易变质。一方面将改变电阻材质，引起电阻阻值的改变或者经常烧断，另一方面可能导致电阻连接端子的断裂，使得电机转子或定子的串联电阻阻值不平衡或者开路运行造成大车运行扭劲，另外因凸轮控制器的定位棘轮磨损而挡位不准，致使两台电机不能同步运行、大车电机过载、起制动电流过大发热而绝缘破坏、烧毁等被迫反复更换电机，严重威胁到桥式起重机的运行及车间的正常生产，维护人员劳动强度极大。

2 桥式起重机大车电机的运行控制

2.1 桥式起重机大车电机的凸轮控制器控制

某车间桥式起重机共有14台，其中使用最频繁的15/3T桥式起重机共有10台，大车均为分散驱动，主跨桥式起重机大车电机型号全是YZR160L-6 11 kW，副跨桥式起重机大车电机型号全是YZR160L-8 7.5 kW，主、副跨桥式起重机中大部分采用KT10-60J/5的凸轮控制器控制，部分采用KTJ15-63/5的凸轮控制器控制。桥式起重机大车电机凸轮控制器控制原理如图1所示。

图1 桥式起重机大车电机凸轮控制器控制原理图

2.2 桥式起重机大车电机原来转子回路所串不均衡电阻

以YZR160L-6 11 kW大车电机为例，原来转子回路外串不均衡电阻中无常加电阻，并且各段电阻R1－2、R1－3、R1－4、R2－6、R3－5仅按照 212%R2e、113%R2e、60%R2e、27%R2e、9.5%R2e计算配制而成，未考虑操作人员不规范的操作习惯，即频繁反接制动停车，以及增加常加电阻，降低大车单机运行时转子回路的电流，避免大车电机电阻烧毁、凸轮控制器控制触头组烧损、电机发热绝缘破坏烧毁等故障的发生，同时也未考虑频繁起动、反接制动导致的电流过大等种种不利情况。

2.3 桥式起重机大车电机转子回路所串不均衡电阻改造

仍以YZR160L-6 11 kW大车电机为例，已知U2e=252 V，I2e=27.6 A。则:

因反接制动在凸轮控制器 1、2、3 档时，R1－4、R2－6、R3－5均串接在转子回路中，故需在R1－4、R2－6、R3－5计算的基础上加大 4 倍，中间抽头并联使用为反接制动时加大载流量，因此:

起动电阻所选电阻器的载流量按电机转子额定电流的46%选取:

常加电阻:

常加电阻所选电阻器的载流量取电机转子额定载流量的60% ～100%，这里取60%，故:

综合以上情况，每台大车电机选用由铁铬铝合金带绕制成螺旋形管状电阻元件制作成的型号为ZX15-200的电阻箱5箱(每箱8 Ω，Ie=24 A)，进行连接配制。

改造后的大车电机转子回路外串电阻器上线试运行后，效果良好，经测试桥式起重机大车电机起动、制动、运行时的电流大为降低，极大地遏制了大车电机因恶劣的环境及不规范的操作习惯等，导致的电机发热严重频繁烧毁，威胁生产和人身设备安全等事故的发生，较好地满足了生产日益繁重对桥式起重机的运行要求。适应了桥式起重机司机频繁反接制动的操作习惯，极大地降低了桥式起重机大车电机转子回路外串电阻烧断、凸轮控制器触头组烧损等的故障率，减轻了维护人员更换电机、处理其他故障的劳动强度。

2.4 桥式起重机大车电机转子回路所串不均衡电阻改造后的特点

串电阻调速的优点:系统稳定，手动控制简单;对检修维护要求低，对维护人员技术要求不高;初期投资较小;解决了当时大车电机运行存在的问题。

串电阻调速的缺点:大车电机转子回路外串不均衡电阻，从图2可看出，所串电阻越大，起动时转速上升速度越慢;从操作者角度，感觉大车电机运行反应稍慢，其次是手动操作、起动性能不稳定;低速运行时效率低，转子能耗高，技术落后，而且低速运行时机械特性太软。目前已逐渐被淘汰。

图2 异步电机转子回路外串电阻的机械特性

3 结语

桥式起重机大车、小车及主、副卷扬电机调速控制等已经逐步由转子回路外串不均衡电阻及对称电阻，发展为采用控制更为可靠、运转更为高效的控制系统及传动系统(如采用PLC、变频器进行改造，以及采用YSE、YDSE系列高性能软起动电机)，消除不利于桥式起重机安全运行的种种因素，避免设备运行、人身安全事故的发生，确保桥式起重机安全、高效低运行，更好地服务于生产。

［1］刘光源.电工实用手册［M］.北京:中国电力出版社，2001.

［2］第3版编委会.机修手册［M］.3版.北京:机械工业出版社，1993.

［3］张应立.桥式起重机的维护、检修及润滑［M］.北京:中国石化出版社，2011.