电动泵故障分析

电动泵故障分析（精选5篇）

电动泵故障分析 篇1

随着城市地下空间的迅速发展, 地下排水泵的使用数量日益增多, 当排水泵电机在运行过程中出现故障, 如果不及时发现抽取地下水, 那么将会对人们的财产带来损失。笔者根据这一情况, 设计了一款排水泵发现故障时, 另一台排水泵能自动启动, 并同时报警, 使得这一问题得到了解决。

本设计介绍两台水泵电动机在轮换工作时, 当一台水泵电动机出现故障, 另一台水泵电动机自动启动运行, 并同时进行报警。本设计中图1为液位控制回路, 图2为二次控制回路, 图3为主电路回路, 在设计中采用JYB714晶体管液位继电器控制水泵启动。首先转换开关SA置于SA (1—5) 位置, 为水泵电动机自动控制做准备。当地下水位涨到a点电极时, 假设此次轮到水泵电动机M1启动时, 液位继电器➂➃端发出排水信号, 中间继电器KA1线圈得电吸合, 其常开触点闭合, 接通中间继电器KA3线圈电源, KA3常开触点闭合自锁, KA3常开触点闭合使中间继电器KA5线圈得电且KA5常开触点闭合自锁, 为下次启动水泵电动机M2做准备, KA3常开触点闭合, 接通交流接触器KM1线圈电源, KM1线圈得电吸合, 同时HL1指示灯亮, KM1辅助常开触点闭合自锁, KM1三相主触点闭合, 水泵电动机M1启动运转。当M1水泵电动机出现故障时, 其热继电器FR1将会动作, 切断了交流接触器KM1线圈电源, KM1线圈失电, KM1三相主触点和KM1辅助常开触点释放, 水泵电动机停转。因地下水位继续上涨, a点电极被水淹没, 液位继电器➂➃端始终发出排水信号, 中间继电器KA1线圈保持通电, 其常开触点保持闭合, 中间继电器KA3线圈电源继续接通, KA3常开触点继续闭合自锁, 延时继电器KT1线圈接通, KT1得电延时S秒后动作, KT1常闭触点断开, KA3线圈断电释放, KA3所有触点恢复原始状态, 接通中间继电器KA4线圈电源, KA4常开触点闭合, 接通了电动机M2控制用交流接触器KM2线圈电源, HL2指示灯亮, KM2辅助常开触点闭合自锁, KM2三相主触点闭合, 水泵电动机M2启动运转。同时, KT1经过S秒延时后, KT1常开触点闭合, 接通中间继电器KA6, KA6线圈得电吸合, 其常开触点闭合, HL3报警灯及HA报警铃同时报警。随着水位下降, 当水位b点电极露出水面时, 液位继电器➁➂端点发出停泵信号, 中间继电器KA2线圈得电吸合, 其常闭触点断开, 切断了交流接触器KM2线圈回路电源, KM2线圈断电释放, 其三相主触点断开, 水泵电动机M2失电停止停转。

当地下水位涨到a点电极时, 假设此次轮到水泵电动机M2启动时, 液位继电器➂➃端发出排水信号, 中间继电器KA1线圈得电吸合, 其常开触点闭合, 因为在水泵电动机M1启动时, 中间继电器KA5线圈得电且KA5常开触点闭合自锁, 中间继电器KA4线圈电源接通, KA4常闭触点断开, 切断了KA5线圈电源, 使KA5线圈断电释放, KA5所用触点恢复原始状态, 为下次启动M1做准备。同时, KA4常开触点闭合, 接通了电动机M2控制用交流接触器KM2线圈电源, 同时HL2指示灯亮, KM2辅助常开触点闭合自锁, KM2三相主触点闭合, 水泵电动机M2启动运转, 当M2水泵电动机出现故障时, 其热继电器FR2将会动作, 切断了交流接触器KM2线圈电源, KM2线圈失电, KM2三相主触点和KM2辅助常开触点释放, KM2所用触点恢复原始状态, 水泵电动机停转。因地下水位涨到a点电极时, 液位继电器➂➃端始终发出排水信号, 中间继电器KA1线圈继续保持通电, 其常开触点继续保持闭合, 中间继电器KA4线圈电源继续接通, KA4常开触点继续保持闭合自锁, 延时继电器KT2线圈接通, KT2得电延时S秒后动作, KT2常闭触点断开, KA4线圈断电释放, KA4所用触点恢复原始状态, 接通中间继电器KA3线圈电源, KA3常开触点闭合自锁, KA3常开触点闭合使中间继电器KA5线圈得电且KA5常开触点闭合自锁, KA3常开触点闭合, 接通电动机M1控制用交流接触器KM1线圈电源, HL1指示灯亮, KM1线圈得电吸合, KM1辅助常开触点闭合自锁, KM1三相主触点闭合, 水泵电动机M1启动运转。同时, KT2经过S秒延时后, KT2常开触点闭合, 接通中间继电器KA6, KA6线圈得电吸合, 其常开触点闭合, HL3报警灯及HA报警铃同时报警。随着水位下降, 当水位b点电极露出水面时, 液位继电器➁➂端点发出停泵信号, 中间继电器KA2线圈得电吸合, 其常开闭触点断开, 切断了交流接触器KM1线圈电源, KM1线圈断电释放, HL1指示灯灭, 其三相主触点断开, 水泵电动机停转。

上述故障发现后, 报警电路会产生报警, 只有当电动机故障排除后, 按动复位按钮SB5后, 就可以解除报警, 水泵恢复正常自动工作。

电动泵故障分析 篇2

锐钢捷钢结构分公司

周智

王刚 吴海锋

【摘要】：电动葫芦由于具有结构简单、占地面积小等特点，广泛分布于钢结构车间的各个生产区间。在笔者所管辖下的16台电动葫芦吊中，常见的故障主要有接触器故障、断火器故障、控制电缆故障，本文对这些故障逐一进行了分析和改进，改进后的故障率降低30%以上，效果显著。

【关键词】 电动葫芦、接触器、断火器、控制电缆

电动葫芦是将电动机、减速器、卷筒、制动装置和运行小车等紧凑地合为一体的起重设备。具有重量较小、体积小、占用面积较小，结构简单、成本低廉和使用方便的特点，广泛分布于钢结构车间的各个生产区间。在笔者车间所管辖的16台电动葫芦中，都存在相同的问题：接触器失效、断火限位器失效、控制电缆断线等问题。

一、电动葫芦吊常见故障 1.接触器故障

接触器触头接触不良，使电动机缺相运行，加速了触头烧蚀，甚至出现熔焊现象，而电动机缺相运行使电动机绝缘下降速度加快，缩短电动机使用寿命甚至损坏。触头熔焊甚至导致设备事故和安全事故，因为如果接触器三相触头一旦熔焊，即使松开操作按钮，（此时接触器主电路还是接通的，电动机依然在运行，电动机便失去控制，极易发生事故。）碰到限位保护开关，电动葫芦也不会停止运行，造成严重的设备事故和安全事故。

2.断火器故障

断火器的失效主要可以分为外部故障和内部故障，常见的外部故障是断火器与电葫芦卷筒排绳器之间的连杆损坏（图1 虚线框部分），或是钢绳排绳器直接被外力拉坏造成断火器失去安全限位的作用。断火器内部故障主要表现为：因内部接触点的烧损造成电机的缺相运行，严重时可烧损电动机。

电动葫芦主电路原理图如图1所示

3.控制电缆故障

控制电缆故障导致电动葫芦不能正常使用。

二、故障原因分析 1.接触器故障分析

电动葫芦吊升降电机的交流接触器触头接触不良和熔焊，常会有不同的原因所造成，根据对钢结构车间葫芦吊接触器故障维修经验进行总结，主要有三个原因：

（1）长期振动造成接触不良或熔焊

接触器长期工作在振动状态，造成弹簧压力减弱，造成触头压力弹簧、复位弹簧压力减小、导致触点接触不好，长时间拉弧，造成触头烧蚀严重甚至熔焊、接线氧化，接触不良而造成缺相运行。

（2）频繁操作导致触头烧蚀导致接触不良或熔焊

由于电动葫芦长期频繁点动操作、运行负载较大，长时间工作在大电流工况下，导致触头部分烧蚀，接触器触头接触不良，使电动机缺相运行，加速了触头烧蚀，甚至出现熔焊现象，而电动机缺相运行使电动机绝缘下降速度加快，缩短电动机使用寿命甚至损坏。更为可怕导致安全事故。

（3）接触器质量差

所选择接触器质量差，触头的灭弧能力小，使动静触头粘在一起，三相触头动作不同步，造成缺相运行。

2.断火器故障分析

断火器的设计原理是直接控制电动葫芦吊的卷扬电机的一次回路。

断路器共有7个接线点，具体连接方式如图3所示。图3中KM1和KM2接触器控制卷扬机的正反向运行；1--4为进线接点，5--6为出线接点，7为公共接点。当排绳器通过连杆对断火器产生拉力作用时，1-5,2-6导通；当排绳器通过连杆对断火器产生推力作用时，3-5,4-6导通。卷扬挂钩上升到预定的上限或下限位时，断火器则会断开所导通的两相一次回路，使电机停止工作，达到应有的保护作用。从电流的角都来说，电机一次回路电流大，在断火器接点接通/断开的瞬间会产生高压电弧，烧蚀触头，时间长后，触头接触不良使电机缺相运行甚至烧毁卷扬电机，或触点熔焊粘死，严重时导致钩子冲顶，达不到安全限位的作用。

3.控制电缆故障分析

控制电缆线折断是由于电动葫芦在操作使用过程不当受力而拉断。原因之一是操作者操作使电缆线受力拉断；原因之二是控制电缆本身线径较小，一旦受力很容易拉断；原因之三是控制电缆线较短，一旦移动极易受力拉断。原因之四是电缆线本身质量原因，电缆线使用一段时间后，电缆表面劣化变硬变脆、开裂，受力钢丝绳折断等。

三、改进方法和措施 1.接触器改进措施

（1）选择质量合格国家认证的接触器，选择柳钢其它二级分厂应用实践后性能优良的产品，如施耐德、ABB等国际品牌接触器。

（2）考虑到电动葫芦吊的频繁点动操作的特点，在安装空间允许的条件下选择容量大一档的接触器。如升降控制接触器原有型号是CJX2-3201，选择大一档的接触器CJX2-4011。

（3）定期点检和维护，定期检查，检查接触器安装是否有松动、触头磨损情况，并将点检结果形成报表，再结合实际生产情况，开展固定接触器安装螺杆、调整触头压力弹簧、清洗、维修触头表面或更换触头、调整触头超程等维护工作，并做好维护记录。

2.断火器的改进措施

为了有效分担启动瞬间电流过大流过断火器触点，在1--5和2--6触点之间接入KM7，在3--5和4--6触点之间接入KM8，基本原理如下（以上升为例）：按下上升按钮SB1---KM1、KT1线圈得电--KM7线圈得电KM7----触点闭合，分担启动电流----延时---KM7线圈得电----KM7触头断开，分流结束。

3.控制电缆改进措施

改进方案：1.控制电缆线在控制开关盒上端50mm处最易折断，改用4平方塑料电缆作一段30cm控制电缆线，如图5所示，改造完成后再也没有发生过折断故障。

四、结论

钢结构公司电动葫芦吊经过改进后的设备故障率大幅度降低。根据2013年初步统计，改进后电动葫芦吊故障率降低40%以上，效果明显。如果要想完全杜绝故障的发生，首先是要认真执行设备的二级点检制度，定期对电动葫芦关键部位进行定期维修和保养，其次是要求操作人员严格执行操作规程，杜绝违规操作对设备的损坏，确保电动葫芦运行稳定。

【参考文献】

【1】刘俊，对电葫芦断火器失效问题的分析及改进，技术应用，2013（9）

【2】李旭辉，上升限位开关失效分析，黑龙江科技信息，2013（3）

电动泵故障分析 篇3

关键词：离心泵 故障 处理

多级离心式水泵的工作原理是多级离心泵泵轴上的叶轮在电机轴带动下高速旋转，充满在叶轮内水在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮四周，水在叶片的作用下，水压和流速同时提高，通过导壳流道被引向次一级的叶轮，逐次从叶轮、导壳流过，水压持续增加。逐级叠加叶轮后，扬程提高，经出水口排出。在日常工作中多级离心泵的故障多种多样，且一个故障点，有可能造成不同的故障现象。

现归纳如下：

1 启动时水泵吸不上水的原因

①灌水量少，大量空气残留于泵内。发现水泵吸不上水后立即停泵，重新灌水，注意观察真空表显示的真空度。

②底阀漏水。一是底阀坏了；二是有煤块、碎石等小块异物卡在了底阀阀板与阀座之间，使之无法正常接触。发现底阀漏水后，用大锤敲击吸水管下端振掉卡在阀座上的小块异物，如不奏效就直接拆卸底阀进行检修。无底阀排水或采用射流器灌水无此故障。

③吸水笼头堵塞。造成吸水笼头堵塞的原因，一是塑料袋、树皮等杂物堵塞了底阀滤网，水无法流过；二是水仓内泥沙、碎石、煤泥等杂物沉积，底阀被埋死。出现这种情况后，必须对水仓进行清理。另一方面，为使底阀保持畅通，要求在水仓外的水沟以及水仓和吸水井之间装设箅网，以防井中有泥石等碎物沉积。安装箅网后，坚持定期对水仓和箅网进行清理。对煤泥较大的矿井，还可以在水仓口设置煤泥沉淀池。

④吸水管漏气。吸水管接头密封性差，或装设真空表的部位漏气，管内残留空气，使得压力表、真空表剧烈摆动。发现漏气问题后，先通过排查锁定漏气部位，然后将吸水管接头橡胶垫圈换新，或用麻线缠绕不严的丝扣，涂抹铅油再拧紧。

⑤吸水侧盘根漏气，泵内残存空气。盘根未充分浸油或严重老化、盘根松散或压盖压松脱后会出现盘根漏气的情况。发现问题后先尝试紧固松散的盘根，如不奏效再将盘根换新。

2 水泵运行后排水量太小的原因

①叶轮过度磨损或杂物阻塞部分叶轮流道，会影响水泵的排量。处理方法是对叶轮进行拆修或直接换新。

②排水管路锈蚀后透水。发现问题后可用管箍包裹漏水管段，或直接对这段管路换新。

③当排水管路结垢较多时，导致管径缩小，排水阻力增加，流量下降。这时，应该清扫管路。

④底阀局部堵塞，吸水管或吸入侧盘根漏气。

3 水泵启动和运转负荷过大的原因

①水泵排水口上方闸阀在启动时未闭合，加重了启动负荷。正确的操作是启动前先闭合闸阀，水泵正常运转时再将闸阀缓慢开启。

②泵轴弯曲，导致轴、轴套和小口环之间发生摩擦，叶轮和大口环相互摩擦，无疑加重了启动负荷。此时，可直接取出泵轴校直。

③平衡环过度磨损或平衡盘不正。加工或安装过程中存在缺陷，平衡盘过度倾斜出现轴向跳动的情况，导致平衡盘局部和平衡环相互摩擦，同时加重了启动负荷。发现问题后，平衡盘须重新加工或安装，直至达到使用要求。

④盘根压盖压得过紧，水流无法对其充分润滑，盘与泵轴轴套之间摩擦力增大，电动机运行负荷也随之增加。盘根压盖的压紧程度应该适当控制，过紧或过松都不利于系统正常运转。

⑤联轴器间隙太小，在水泵轴向吸水侧移动时，特别是平衡盘和平衡环之间摩擦力过大时，两个半联轴器就会挤到一起，将轴向力传至电动机轴，电动机运行负荷增大，轴承会出现不同程度的损坏。一般情况下，联轴器间隙应该比泵轴窜量大一些。

⑥水泵装配质量不达标。多级水泵各级叶轮之间的距离不对等，造成个别叶轮与中段或口环产生摩擦，电机负荷增加。处理措施是组装前，先对叶轮和轴承进行预装，设定合理的间距，以免因间距不相等影响水泵运转。

⑦平衡室放水管堵塞。平衡室连着吸水侧的吸水段，一般都会配设放水管，以压低平衡盘背压。放水管不通畅会影响平衡装置发挥作用，同时导致轴向推力无法找平，从而增大平衡盘和平衡环之间的摩擦力，继而导致电动机负荷增加甚至无法正常启动。放水管被堵后先查明缘由，再采取有针对性的措施加以处理。

4 运行中的水泵排水突然中断原因分析

①水井水位降低，水龙头露出水面，水泵发生汽蚀，使得排水中断。发现排水中断后应立即停泵，等恢复至标准水位后再继续运转。水泵真空表是了解水泵运行状态的主要途径，现场监工人员应密切关注水泵真空表的变化，若真空值急剧上升，则表明水位降低，此时要立即查看水位作进一步处理。

②塑料袋等杂物包住了吸水龙头，或吸水龙头突然被埋，造成水泵吸水不畅而排水中断。发现问题后立即停泵清井，恢复正常后继续运转。

5 水泵振动的原因

①当吸水高度大于水泵允许吸上真空高度时，水龙头在水中的深入达不到运行标准，或水龙头露出水面，此时水泵内会出现汽蚀现象，伴有剧烈的振动或噪音。发现水泵振动后应及时停泵处理。

②半联轴器装配质量差，两个半联轴器同轴度不达标，泵轴偏重心运转引起泵体振动。要求在发现问题后立即对电动机与水泵的同轴度进行调校，直至消除振动现象。

③水泵振动的原因还有可能是泵轴弯曲或转动部分相互摩擦引起的。处理方法是对该部分进行拆修。

④轴承过度磨损或损坏，轴承偏心运转使得泵体振动。处理方法是泵承换新。

⑤叶轮损坏导致转动部分失衡使泵体振动。须对叶轮进行拆修来处理这一故障。

⑥水泵、电动机地脚螺栓松脱，或基础失稳，致使泵体失稳出现振动现象。发现问题后应立即紧固地脚螺栓，并对基础进行加固。

⑦连接水泵的管路未固牢使得水泵振动。需要对管路支架进行调整或加固。

6 水泵轴承温度过高的原因

①轴承润滑度不够会造成轴承运转时发热。需要多涂抹润滑油，使轴承保持良好的润滑度。

②润滑轴承所用的润滑油（脂）因长期放置而掺入杂物，油质下降，导致运转时轴承过热。润滑油（脂）应定期换新。

③滑动轴承油环灵活性差，或根本不转，带油量小或带不上油使得轴承发热。油环应定期进行质检，以免这类问题再次出现。此外，轴上的挡水圈损坏，水沿轴承流进轴承油池，水在油（脂）下部沉积，油漏完后剩下水，影响轴承的润滑度而导致轴承过热。因此，水泵作业时应加强现场巡检，以便及时发现问题，解决问题，避免更大的经济损失。

④轴承装配步骤或装配质量不达标，轴与轴承之间存在较大的间隙，使得轴承发热。处理方法是对相关部件换新或调整间隙，使轴与轴承贴合良好，相互配合工作。

⑤泵轴弯曲，影响了泵轴和电动机轴的同轴度，使转动部分失衡，水泵振动并对轴承产生附加力，最终导致轴承发热。

⑥平衡盘和平衡环过度磨损，泵轴偏吸水侧运转。时间一长，轴承因承受轴向力而发热，甚至过度磨损。发现问题后，先将平衡盘和平衡环换新，并对平衡盘尾部垫片进行调整，轴承也要换新。

7 水泵在运行中可能出现的异常声音

①汽蚀异音：水泵出现汽蚀现象后会发出“噼啪”的爆裂声。

②轴承异音：滚动轴承换新后都有一定的径向紧力，使得滚动体吃力地运转，并伴有嗡嗡声，使得轴承升温。听到运转的轴承发出口哨声，说明轴承缺油。听到运转的轴承发出“噼啪”的声音，问题可能是隔离架断开，滚动体破碎或内外圈开裂，应该查明原因后再处理。

8 结语

多级离心泵的使用重点在安装和维护，安装达到标准后，维护到位，能大量的减少故障。故障出现后，要根据现象去判断，能及时的排除，避免更大的事故出现。

参考文献：

[1]王振平.矿井通风、排水及压风设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.

[2]陈乃祥，吴玉林.离心泵[M].北京：机械工业出版社，2003.

[3]姜宏伟.离心式排水泵故障检修方法及保养[A].水与水技术（第3辑）[C].2013.

汽车电动转向泵螺栓仿真分析 篇4

螺栓连接是连接关系中的一种,其强度的好坏决定了连接的稳定性。保证螺栓强度,才能保证其被连接件可工作性。因此,螺栓强度分析是仿真分析中必不可少的一项,同时也是一个难点。

1 仿真数模建立及工况

在参照汽车电动转向泵试验实际物理模型的基础上,并对转向泵壳体作简化处理,忽略转向泵等构件中对系统结构及强度影响不大的小特征,同时注意转向泵壳体与螺栓之间节点的对应,建立其有限元模型如图1所示。

依据实际受力情况加载约束,并根据试验时的工作压力10MPa、1Hz的频率冲击以及螺栓力矩设置工况。

2 仿真分析结果

2.1 螺栓应力结果

壳体的应力结果如图2所示。

由于绕轴线刚度较弱,应力值偏大,导致图中右上方对应的螺栓应力值比其他螺栓大,其应力分布图如图3所示。

2.2 螺栓疲劳分析结果

根据疲劳破坏机理与断口特征描述,裂纹源通常在高应力局部或材料缺陷处,此例显示为高应力部位。利用疲劳分析软件,将模型与结果导入,进行相关设置,得出的疲劳分析结果如图4所示,寿命最短的地方,正是应力集中的位置。

3 优化方案及仿真分析结果

3.1 优化方案

根据应力集中位置,改善方法有两种:

1)加强绕轴线方向壳体的刚度。

2)加大螺栓直径。

因此,优化方案亦有两种:

方案1:去除该体凸台部分,并体加厚至8mm。

方案2:将原M6螺栓改为M8螺栓。

3.2 优化方案仿真分析及结果

1)方案1仿真分析结果

方案1旨在提高整体刚度并且分散局部刚度,避免某一处刚度过小,其有限元模型如图5所示。

方案1的应力分布图如图6所示。

此时由于刚度比较平均,导致螺栓应力值比较平均。将其导入疲劳分析,进行与原方案同样的疲劳设置,其螺栓疲劳结果如图7所示。

2)方案2仿真分析结果

方案2旨在直接提高螺栓本身的刚度。但是由于螺栓直径的增加,所以其拧紧力矩由原来的16N·m提升为20N·m。方案2的有限元模型如图8所示。

其相应的应力如图9所示,疲劳结果如图10所示。

此时应力集中位置虽然仍然在螺栓处,但是由于螺栓应力明显下降,材料强度明显比壳体好,所以疲劳点转移到壳体上。

4 两种方案仿真分析结果对比

两种方案对比结果如表1所示。

在预紧力作用下,螺栓应力分布均匀,变化不大。方案1的加厚壳体变化不显著,针对方案2虽然预紧力由16N·m提升为20N·m,但螺栓直径加大,所以整体应力反而下降,其变化比方案1显著。

在压强作用力下,方案1和方案2的螺栓强度均显著提升,方案1提升16.7%,方案2则提升29.6%,相较之下,方案2变化更明显。

在应力计算完成之后,对各种载荷工况联合计算,在此基础上进行疲劳分析。由数据可以看出,方案2提升效果比方案1显著。

综合以上分析结果,两种方案中方案2更优。

5 结束语

通过对汽车电动转向泵的螺栓进行仿真数模建立及仿真分析,提出针对问题的两种优化方案,并对两种优化方案进一步进行仿真分析,通过结果对比最终得出加大螺栓直径的方案2是最佳的方案。

摘要：建立汽车电动转向泵螺栓分析的有限元模型,对螺栓强度进行分析,并在此基础上针对两种优化方案进行对比分析,通过仿真分析,为零部件结构设计选择及结构优化提供理论依据。

关键词：螺栓,有限元模型,仿真,强度,疲劳

参考文献

[1]陈传尧.疲劳与断裂[M].武汉:华中科技大学出版社,2001.

电动泵故障分析 篇5

【摘 要】本文针对立井提升中高压电动机故障多发的实际情况，通过多方面、多层次、多因素的分析电机故障产生的原因进行阐述。结合现场实际情况有针对性的采取简单有效的方式、方法进行问题解决，取得了较好的应用效果，值得我们工程技术人员在其它行业领域探讨和借鉴。

【关键词】提升机电动机；故障多发；原因分析与处理

0.引言

某矿立井提升设备为洛阳矿山机械厂制造的JKM2.8×4（Ⅱ）型多绳摩擦绞车，目前配套电机为800KW×2，绕线式三相异步八级电动机。该矿提升机为三八制作业，每天停产检修时间为两小时。

该矿立井提升设备于1980年7月安装，1980年9月28日建成投产，设计年产量90万t/a，当时主井主电机功率为630KW×2，16小时工作制。1987年后开始改扩建，将主电机功率更换为800KW×2。但是在这次改造中，由于原电机基础及安装空间有限，新电机外型和尺寸参数必须按照原630KW电机制造，但是定、转子仍按800KW绕制，造成空间紧凑，散热不符合标准。同时减速机进行了改造，将速比降为11.5，速度由原来的 6.8米/秒增加至9.6米/秒，提升速度快了，提升能力也由原来的90万t/a，提升为150 万t/a，无形中加大了电机的载荷。而从1998年至今根据实际产量每年的提升能力都有不同程度的增加，年产量一度达到了220万t/a，最高时达到240万t/a，实际上不断增加了主井电机的工作时间，造成电机长时间处于满负荷运转状态，因此，主电机逐渐表现出了其性能弱点，即并联套经常开焊。

1.主电机故障原因分析

1.1初步原因分析

在主井一系列的改造过程中，主电机并未做任何改动，仍是1987年初次改造后的800KW×2电机，电机一直工作在连续满负荷状态，因此，从2004年开始，主井电机故障频发，多为并联套开焊、转子引出线烧断、星点连线烧断等故障，并联套开焊较为容易发现，可根据现场掉锡情况进行判断，处理也相对比较简单，影响时间较短。而其它两种情况，都发生在绝缘内部，多为突然发生，平时巡检时无法观察到，而利用测温仪也无法进行实时监测，发生故障时处理方法比较复杂，工艺要求较高，需要对引出线等进行现场焊接或更换，一般影响时间较长，这些都严重影响了主井的正常生产。综合以上现象，归根结底，电机的各种故障都是因为温度过高所致。

1.2电机故障主要原因分析

为此，相关专业技术人员进行了汇总分析，结合现场设备条件和使用等诸多因素，共同认为其主要原因有以下几个方面：

（1）现用电机为非标准电机，B级绝缘，虽然额定电压、电流都符合提升容量要求，但是其热稳定性得不到保障，为了保证安装要求，电机外型按630KW电机制造，其体积较小，定子绕组及转子铁心为了达到相应的额定电压与电流，又必须按800KW电机标准，因此，该电机内部结构设计紧凑，通风不良，造成了散热不符合要求。所谓电机的热稳定性，即指电机在运行一段时间后，温度不再上升，而是保持在一个基本不变的值，如果电机因为制造上的原因，导致通风不良，而使之达不到热稳定状态，温度会随着电机的继续运行而不断上升，直至超过其所能承受的能力。即使测量到电机温度为60℃，但是由于电机内部高温得不到及时散热，估计绕组内部温度应高达绝缘的最高允许温度。

（2）负荷加大后，启动电流增加，一般三相异步电机的启动电流为额定电流的6～7倍，重载时会更大，从以上公式可知，较大的电流使得电机温升迅速，从而导致烧断、开焊等故障。2004年改造后，增加了提升负荷，由原来的每斗9T增加到每斗9.5T至现在的每斗10T，造成电机启动时间加长、全速运行时电流增大，这对电动机的安全运行是非常不利的。

（3）启动频繁，休止时间不足，大型电动机因频繁启动，可加速温升，使电机发热持续时间过长，导致绝缘材料迅速老化，介质损耗增加，发热更历害，严重时则导致击穿而损坏。

（4）电机老化严重，该800KW电机自从1987年改造以为，一直使用至今，直到2009年新购进一台非标800KW电机，老电机已工作二十多年，其绝缘部件及转子铁及定子绕组等均有不同程度老化。近几年虽经多次大修，但是都未能从根本上解决问题。并且，变频改造后，尤其加剧了其转子的承载强度，按照老的调速方式，转子在全速运行后电流很小，而改造后，由于是定子短封，采用转子送电的方式中压变频调速。该方法使得转子长时间处于高压高频大电流状态，从而加快了转子的温升速度，使转子绕组温度迅速升高，也就会在最薄弱的环节发生故障，即转子引出线的薄弱处烧断。

（5）另外，电源电压过高也是影响电机使用寿命的原因之一。我矿主井6KV电压一般可达6.3～6.4KV，当电源电压过高时，电动机反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热，严重时则导致烧断故障。

2.解决方案提出与实际工作验证

如果想要改善这种局面，建议从以下几个方面给予解决：

（1）更换符合国家标准的800KW电动机，由于当前电动机的特殊情况及其工作制式等不适合现有的工作强度，只有更换为标准800KW电动机，使电机动的体积满足散热条件，才能有效缓解电机频繁故障的现象。但是由于安装空间的局限性，这一方案无法具体执行。在实际工作中，运转队采用了设置风机进行强制风冷的方法。在天气环境温度较高时效果比较明显。

（2）减少负载，即减少每斗提升量，可有效减小电机启动电流，减少大电流冲击，从而控制电机温升，减少绝缘破坏，减少故障发生。理论上可行，但是实际中没有应用。在实际工作中，运转队采用了电气人员和司机加大检查力度和密度的办法。主动发现电动机的各类问题故障，做好抢修准备。确保电动机的安全运行。

（3）降低提升频率，增加电机休止时间，即延长卸载时间或增加每班电机的停止时间，使电机温升在一定范围内，然后再进行提升工作。

（4）更换新电机，按照现有位置及基础定制新电机，增强制作工艺，增加所用材料绝缘等级（F级），提高电机抗大电流频繁启动的能力。计划新进两台电动机，一台已经到货，使用中进行了小小的适应性改动，目前比原电动机使用效果理想。

（5）有效控制电网电压，使之保持在国家规定的数值范围内，以保证电机的正常工作。由于使用变频控制，所以在电控中增加有源滤波装置和静止无功补偿装置。

3.结束语

综合以上分析，采用（1）和（2）两种方案是被动的防护方式。其余三种方案即符合现场实际，也很容易做到。所以，我们已经采用了执行了（3）（4）和（5）三种方案。效果比较明显。

在现场设备的使用中，我们受到各种不利因素和条件的限制，不能全部更新所有设备。但是，我们可以通过多方面、多层次、多因素的分析，不断地总结经验，解决现有问题，使我们的设备达到最佳的状态，适应生产的需求。其目的和意义非常重大。可以在更多的领域和行业应用。值得工程技术人员研究与探讨。 [科]

【参考文献】

[1]胡虔生，胡敏强主编.电机学（第一版）.中国电力出版社，2009-7-1.

[2]赵家礼主编.高压交流电动机检修技术问答（第一版）.化学工业出版社，2008-1-1.