探析直流电机及直流调控装置的维护

姜薛 章霞刚 杨军

江西新余钢铁集团有限公司线棒材厂

摘要：本文从构成直流调速拖动系统的两个重要因素直流电动机和直流调速控制装置的特点出发，简单阐述了直流电动机的使用维护，直流传动控制柜的维护及整流装置参数整定优化，以及用辩证统一的观点进行故障处理等方面的问题。

关键词：直流电机；调控装置；控制柜；维护

1 引言

根据几年来现场的运行维护经验，笔者认为，直流电动机和直流调速控制装置（以下简称整流装置）是构成直流调速拖动系统的两个重要因素，在对设备调速拖动过程中均起着重要的作用，无论哪一方面出现问题均会使系统不能正常工作；且二者相互影响制约，一方出现问题会影响到另一方，严重时甚至造成恶性循环，最终毁坏电机或整流装置。因此，在直流电机及直流调速控制装置使用维护和故障处理过程中，要用辩证统一的观点，既要熟知它们各自特点，又要将它们看成一个有机的整体，这样才能使它们更好地运行，保证生产正常进行。下面，笔者从直流电动机的使用维护、直流传动控制柜的维护、整流装置参数整定以及优化、故障处理等方面逐一进行粗浅的阐述。

2直流电动机的运行维护

Z4系列直流电动机是引进德国AEG公司技术制造的新型电机，优点是转动惯量小，有较好的动态性能，并能承受较高的负载变化率，调速性能好，启动转矩较大。但是对使用条件及环境要求苛刻，维护较困难，维护成本亦较高。使用过程中要充分认识到这一点，尤其以下几个方面应当重视。

2.1 安装要求

电机安装时，必须首先对电机基座进行校准，保证电机安装的水平度。与负载直联接时确保电机轴与负载设备轴同心，否则运转不稳定易产生振动，轻则导致电刷与换向器的换向片之间打火，使电刷磨损加剧，换向性能变差，使用周期变短；重则

导致换向器环火，换向片之间短路而影响电机换向，致使电机不能正常运转。若振动过大会烧毁电机，甚至毁坏整流装置。除安装方面的因素外，如果运转过程中所联接负载的振动也会导致上述情况的发生。

2.2 环境要求

直流电动机最好是在干燥无尘的环境下运行。若尘粒积聚在换向器上会使电刷与换向器之间接和下限位开关，用于指示磨辊的限位。还有3个模拟信号：磨辊位置、磨辊压力、磨体振动。还有来自DCS的磨辊压力的设定信号。操作人员可以调节磨辊的压力。

2.3.2 磨辊的升降操作

（1）发“启动润滑装置”命令时，产生“磨辊上升”命令，直到3个磨辊都达到上限为止。这是磨辊的准备位置。（2）当辊磨主电机启动时，磨辊仍保持上限位置。（3）当喂料机启动时，磨辊下降，启动加压，进入正常生产状态。（4）当喂料机停止时，磨辊上升，停止加压。（5）当辊磨主电机停止时，磨辊下降，3min后下降停止。（6）发“停止润滑装置”命令时无操作。以上是磨辊完整的升降操作过程。

2.3.3磨辊的调压操作

物料喂入辊磨的工作台后，3个磨辊开始对物料进行碾压粉磨。磨辊的压力是可测量和可调节的。在磨辊上有一个压力测量（模拟量），压力信号输入到PLC，再从PLC传送给DCS系统，显示磨辊压力。另外，DCS系统有一个压力设定值可供操作员设定，从DCS系统传送给PLC。在PLC程序中，自动检查压力测量与压力设定值是否相等，根据其差值的正负来调节，使压力测量达到设定值要求。工作台上物料的厚度由磨辊位置信号测量，辊磨的振动信号用来监视磨体振动情况。触时打火，严重时则导致换向器环火。即使很小的飞灰有时也会产生电枢回路瞬间短路，致使整流装置保护动作，使电机不能正常运行。另外，若电机内部的外来杂质和灰尘过多也会影响电机散热，甚至使电机绝缘下降。而水泥厂生产线上一般都是高粉尘的环境，为避免上述情况发生，直流电动机的安装环境一定要注意采取防尘措施。

2.3通风散热要求

依据Z4电机的结构特点，该系列电机均采取强迫外通风冷却方式，因此，通风散热对Z4系列直流电动机非常重要。通风散热不好，电机温度上升，若温升过高会使励磁绕圈绝缘下降，甚至导致励磁绕组短路，波及转子，烧毁电机。严重时在烧毁电机的同时，击穿整流装置励磁回路或电枢回路整流桥中的电器元件。直流电动机大多采用另装鼓风机的外冷却散热方式。应当注意，无论是在现场还是在中控启动直流电动机，都应使鼓风机的运行作为必要条件。

2.4电机接线要求

电机接线即电机的电枢和励磁端子的接线。每次接线前应检查接线柱与标记是否相符，参照所提供的接线图，按照要求的转向，牢固可靠地接线。相邻的电缆以及与接线盒内壁要保持尽可能大的距离。应注意检查电机内部电缆接线是否牢固，以避免内部线缆因接触不良而打火使励磁回路或电枢回路短路，造成控制柜内励磁回路或电枢回路一次侧快熔保险熔断，严重时会击穿整流装置内部励磁回路或电枢回路整流桥上的电器元件。

2.5电刷及刷架

电刷及其刷架决定电机良好的换向性能和运行可靠性。一般原电机上的电刷是经过研磨的，通常只须检查电刷在刷握中的活动情况以及磨损情况，并防止电刷引出线触及换向器表面。如电刷在长期运行后需更换，则必须使用相同或相应品种的电刷，否则将不利于换向，或使换向器受损。换上新探刷后要按正确的方法研磨好。刷架的维护主要是保持绝缘部分的清洁。带刷握的刷架在制造厂已调到符合运行條件的最佳位置，即中性区域，应注意拆装后一定要在原位置安装，否则会影响换向性能，且会引起电刷火花。

2.6换向器

换向器在长期低负载运行的情况下，易被磨损，特别是由于环火造成换向器表面不光滑需要重磨。对于表面严重不光滑，甚至换向片间严重短路的换向器要用锋利的车刀在车床上精车，车好后用锉刀或钢锯条对换向片间的云母下刻1-1.5mm，然后手工清理倒角，去除毛刺和杂质，再将表面磨

2.7日常维护

电机的日常维护主要是清灰，检查轴承、换向器、刷握及电刷。电机的冷却风机滤网要定期清灰和更换，电机内部也要时常进行灰尘的清吹。尤其要注意电刷的磨损率（超过1＼3要更换），换向器的滑动面是否光泽清洁及与电刷的接触是否良好，刷握中的电刷是否活动自如等等。对所有这些情况，应制定维护规程并严格遵照执行。

3直流传动控制柜的维护

直流传动控制柜包括下列主要元件：电源进线隔离开关、断路器、主接触器、控制回路断路器、进线电抗器、励磁和电枢供电回路熔断器，以及作为核心部件的西门子-系列整流装置等。该整流装置是三相交流电源直接供电的全数字控制装置（可单象限或四象限运行），用于直流电机电枢和励磁供电，完成调速任务。我厂选用的单象限运行装置，其功率部分电路采用三相全控整流桥B6C，励磁回路采用单相半控整流桥B2HZ。利用整流装置本身的参数设定单元及外接的显示操作单元，可进行参数设定和修改以及启停设备。可选择给定值和反馈值为数字量或模拟量，所有的控制调节及附加功能都由功能极强的16位微处理器来实现。