同步电动机频繁损坏的原因及解决的技术措施..doc

同步电动机频繁损坏的原因及解决的技术 措施 同步电动机其具有温度低、运行稳定、输出功率 大等一系列优点，特别是能向电网发送无功功率，支持电网 电压，提高功率因数。已在水利、排灌、化工等各行各业得 到广泛应用。但是，长期以来发生同步电动机及其励磁装置 损坏事故屡见不鲜。由于同步电动机的频繁损坏。直接影响 安全、可靠、经济、连续及稳定运行，严重影响单位的经济 效益。本文阐述同步电动机频繁损坏的根本原因不在电动机 本身，而在分立元件励磁装置技术性能太差。针对分立元件 励磁装置技术性能的缺陷，提出切实可行，行之有效的改造 技术措施。 关键词：同步电动机励磁装置损坏脉振失步 一、同步电动机运行中经常发生的问题 甘肃景电管理局一、二期工程共有同步电动机63台， 其中2240KW同步电动机24台；2000KW同步电动机16台； 1400KW同步电动机23台。经过多年运行发现，同步电动机 损坏主要表现在：定子绕组端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接 处开焊；导线在槽口处及端点断裂，齿压板松动，进而引起 短路；转子励磁绕组接头处产生裂纹，开焊；短路环开焊; 局部过热烤焦绝缘；转子磁级的燕尾楔松动，退出；转子线 绝缘损伤；起动绕组笼条断裂；电刷滑环松动；风叶裂断； 定子铁芯松动，运行中噪声增大等故障。 按照电机的正常使用寿命应在2 0年左右，一般电机运 行所带负载及温升等主要技术指标均在额定值以下，因此电 机的正常使用寿命还应更长些。但据统计所损坏的同步电动 机，运行时间大多在10年以下，有的仅运行2?3年；有的 电动机刚大修好，投入运行不到半年又再次严重损坏。电机 损坏率高，人们一般认为是电动机制造质量问题，把问题归 结到电机制造厂。为此多家电机制造厂，在制造工艺中对某 些环节、部位进行加强措施，但效果并不显著，电机损坏事 故仍不断出现。 多年来，我们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，到许多厂家和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 损坏现象作技术分析研究；对电机的起动过程、投励过程、 灭磁过程、正常运行中的各种典型状态波形进行摄片，对所 摄波形特征进行分析；上述各项分析研究结果表明： 导致电机损坏的原因不在电机本身，其根本原因在电动 机外部，是电动机所配励磁装置只能满足一般基本使用功能 其技术性能很差所致。 1、目前所用的可控硅励磁装置，电机每次起动均受损 甘肃景电管理局一期工程同步电动机励磁装置主电路 为桥式半控励磁装置，其主电路所示。 1半控桥式励磁装置主回路 2使用半控桥式励磁装置电机起动时转子回路波形 电机在起冲过程中，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，甚至在整个厂房内都可 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，电机起动过程所受强烈脉振是电机 损伤的重要原因之一。电机起动过程中定子电流及转子电流 变化波形如及所示。 3电机起动过程中定子电流波形 甘肃景电管理局二期工程同步电动机励磁装置主电路 是全控桥，随着电机起动过程滑差减小，转子线圈内感应电 势逐步减小，当转速达到5 0%以上时，励磁回路感应电流负 半波通路不畅，将处于时通时断，似通非通状态，同样形成 +if与-if电流不对称，由此同样形成脉振转矩，造成电机 产生强烈振动，损坏电机。 4全控桥式励磁装置主回路 无论是全控桥，还是半控桥，电机起动过程投励时往往 听到一声沉闷的冲击声，且起动投励时投励电流越大，声音 越响。一般可用减小励磁电流的方法来减轻电机的冲击，待 电机起动结束后，方将励磁调正常。这是由于目前所用的可 控硅励磁装置投励时所选择的“转子位置角”极不合理。这 种冲击，同样使电机遭受损伤。 由于可控硅励磁装置本身存在的上述缺陷，使电机在每 次起动过程中均遭受强烈脉振，在投励时遭受冲击损伤，但 并不是一次就使电机当场损坏，而是每次启动都使电机产生 疲劳效应，造成电机内部暗伤，并逐步累积，发展成电机的 内部故障。 上述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完全可以消除。 2、分立元件可控硅励磁装置无可靠的失步保护装置， 使电机不断受到失步危害损坏。 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