同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁故障

　　某廠主要煉油裝置采用加拿大進(jìn)口的無刷勵(lì)磁高壓同步電動(dòng)機(jī)。下圖是煉廠4kV，60Hz，765HP氫壓機(jī)縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電路圖。

　　1、工作原理如下：圖中虛線框內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分。在同步電動(dòng)機(jī)主軸上安裝一臺(tái)三相交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，該勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組與一般交流發(fā)電機(jī)相比是反裝的，即定子勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子發(fā)電。定子勵(lì)磁繞組JLQ，由120V，60Hz電源經(jīng)調(diào)壓器TY調(diào)壓，再由硅整流器1ZL整流后供給直流勵(lì)磁電源，與主軸一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組JF發(fā)出三相交流電，該三相交流電經(jīng)硅整流管1D～6D整流后供給同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組LQ勵(lì)磁電流。調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組JLQ的勵(lì)磁電流，就可使勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子所發(fā)出的三相交流電壓得到調(diào)整，從而改變同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組LQ的勵(lì)磁電流。同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或停車時(shí)的滅磁環(huán)節(jié)和同步電動(dòng)機(jī)的投勵(lì)環(huán)節(jié)都安裝在轉(zhuǎn)子上，均在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。這種由勵(lì)磁發(fā)電機(jī)從轉(zhuǎn)子發(fā)電，整流器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行整流供給同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁的方式，就不再需要有靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的相互接觸導(dǎo)電，完全省去了電刷和滑環(huán)的接觸。

　　2、故障現(xiàn)象：在一次正常停機(jī)后，再啟動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)該機(jī)空載電流由原來的20A增大到50A（額定電流是78A），稍加負(fù)載后，電流即緩慢上升，幾秒鐘后，因過電流而保護(hù)停機(jī)，檢查負(fù)荷無問題，高壓柜控制正常，增大JLQ勵(lì)磁繞組勵(lì)磁電流時(shí)，電機(jī)定子電流減小。

　　3、故障分析處理：因電機(jī)能正常啟動(dòng)，說明電機(jī)控制回路基本正常，問題可能出在勵(lì)磁回路，根據(jù)同步電動(dòng)機(jī)的特性。如果在欠勵(lì)區(qū)，勵(lì)磁電流增加，電機(jī)定子電流減小，由上述現(xiàn)象，得到電機(jī)工作在欠勵(lì)狀態(tài)，但測量JLQ勵(lì)磁線圈電流，卻為正常值5A，所以問題可能在旋轉(zhuǎn)整流器上。

　　處理過程簡述如下：

　　3.1、該機(jī)功率因數(shù)表已壞，為了確定是否勵(lì)磁有故障，啟動(dòng)后從60Hz電源（變頻發(fā)電機(jī)）出線得知有功增加0.1MW，無功增加0.3MVAR，同步機(jī)JLQ繞組勵(lì)磁電流增大至額定值時(shí)，勵(lì)磁發(fā)電機(jī)工作基本正常。

　　3.2、打開電機(jī)蓋，檢查電機(jī)各繞組無變色、霉斷等現(xiàn)象，檢查無刷勵(lì)磁部分，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)壓管1WY損壞，另一個(gè)引線松動(dòng)，更換后再啟動(dòng)，故障仍未消除。

　　3.3、停車馬上檢查各部分發(fā)熱情況，發(fā)現(xiàn)可控硅2KGZ發(fā)熱稍大，拆開勵(lì)磁發(fā)電機(jī)出線和主勵(lì)磁引線，測量各元件，發(fā)現(xiàn)2KGZ損壞，引起勵(lì)磁發(fā)電機(jī)一相短路，產(chǎn)生欠勵(lì)導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩太小不能牽入同步。

　　3.4、該可控硅型號(hào)為GRWQ59，因無備件，且本地市場無該件購買，決定采用外形尺寸差不多的500A/2KV國產(chǎn)單向可控硅代用，更換后，運(yùn)行正常。

　　4、小結(jié)

　　無刷勵(lì)磁裝置，因工作時(shí)不能檢查其電壓、波形等參數(shù)，檢查故障較為麻煩，只能從外部參數(shù)確定大概范圍，再用靜態(tài)測量的方法，檢查其故障點(diǎn)。從該機(jī)故障的情況看，是因?yàn)榉€(wěn)壓管損壞，啟動(dòng)時(shí)可控硅不導(dǎo)通，主轉(zhuǎn)子開路過電壓無法消除，引起可控硅2KG2擊穿短路，由于可控硅擊穿后，由原理圖看出將會(huì)引起勵(lì)磁發(fā)電機(jī)JF一相短路造成主勵(lì)磁電流不足，引起本故障。為防止電機(jī)工件因環(huán)境不太好造成銹蝕而引起其它故障，所以本次檢修后，在整流器表面刷上一層絕緣漆，以保護(hù)這些元件免受環(huán)境不良而損壞。

　　同步電動(dòng)機(jī)的故障分析、處理方法如表所示。

　　表 同步電動(dòng)機(jī)的故障分析與處理方法