高壓異步電動機集電裝置發(fā)熱原因及處理
2007-05-11 00:00
水泥行業(yè)普遍采用高壓異步電動機來拖動煤磨、窯尾排風(fēng)機等大負荷設(shè)備,由于這些設(shè)備要求的起動力矩大,一般此類設(shè)備使用的電動機采用轉(zhuǎn)子串接電阻器起動方式。這樣,電動機的轉(zhuǎn)子電流在轉(zhuǎn)子滑環(huán)(集電環(huán))、電刷、匯流排、轉(zhuǎn)子二次引線及接觸器之間形成回路,此電流一般都在幾百安培,如此大電流作用在滑環(huán)、電刷、匯流排等多接頭線路上,容易引起這些部件發(fā)熱;如果這些部件處理不得當,引起局部過熱,將嚴重威脅電動機的安全運行。因此,正確分析與處理發(fā)熱問題,是保證電動機正常工作的關(guān)鍵。
1 發(fā)熱原因
1)在電動機起動和運行中,集電裝置中有幾百安培電流通過,由于在集電裝置中,既存在電刷與集電環(huán)的滑動接觸,又有各電刷與匯流排的接線壓接及匯流排與二次短路線的壓接,所以,各接線的接觸電阻是導(dǎo)致發(fā)熱的重要原因。
2)電刷的選用是否正確,也是影響集電裝置發(fā)熱的重要因素。電動機的電刷,作為傳導(dǎo)電流的滑動接觸件,是用石墨粉末或石墨與銅粉混合經(jīng)高壓擠壓制成的,當電刷在集電環(huán)表面滑動時,形成由氧化亞銅、水、石墨等組成的表面薄膜,此薄膜具有很好的耐磨及導(dǎo)電性,所以在選用電刷上,要求磨損小,功率損耗和機械損耗小,噪音小。如選用的電刷不合適,則會引起功耗大,發(fā)熱嚴重。
2 處理方案
1)電刷的引線一般為銅質(zhì),所以一般只需緊固各壓線螺絲,而對引出線與匯流排的連接,由于一般引出線使用鋁質(zhì)接頭,與銅質(zhì)或鋼質(zhì)匯流排接觸產(chǎn)生較大接觸電阻,容易發(fā)熱??捎煤穸葹?.5mm的銅片,中間鉆一孔,在銅片兩面鍍錫,然后壓接于匯流排與接頭中間,此方法可減小2種不同材質(zhì)的接觸電阻,降低發(fā)熱量。
2)對于電刷引起的發(fā)熱,一般應(yīng)從以下幾種情況來分析處理:
①接觸電壓降
電流通過電刷接觸點薄膜、集電環(huán)產(chǎn)生電壓降,每種電刷有其極限電壓降,如果超過此值,滑動點的電功率損耗將增大,引起發(fā)熱,此時可更換電刷。
②摩擦系數(shù)
電刷與集電環(huán)之間的滑動,如果摩擦系數(shù)大,則引起機械摩擦損耗增大,使電刷發(fā)熱。此時可調(diào)節(jié)電刷壓力或換用摩擦系數(shù)較小的電刷。
③電流密度
當電刷的電流密度增大時,發(fā)熱劇烈且使摩擦系數(shù)增大。這時必須更換其它型號的電刷。
④施于電刷上的單位壓力
施于電刷上的單位壓力過大會引起摩擦系數(shù)增大,產(chǎn)生發(fā)熱。而壓力過小,則會增大接觸電阻,增大電損耗,引起發(fā)熱,還有可能引起火花。此時應(yīng)適當調(diào)整碳刷壓力。
由以上原因可以看出,正確使用電刷對減小發(fā)熱很重要。不同型號電刷的性能指標見表1。
3 處理實例
我廠2號水泥磨JRQ1512-6、780kW高壓異步電動機,起動方式為轉(zhuǎn)子回路串液體變阻器。在2001年4月份,由于原電動機電刷磨損嚴重,重新更換了所有電刷(J204),但在電動機運行了2h后,用測溫儀測量電刷溫度為200℃,嚴重威脅電動機運行,停車后用彈簧秤測量電刷壓力為60kPa,初步認定是由于電刷壓力過大所致,我們把各電刷壓力調(diào)整為20kPa左右,開車運行10h,測量電刷溫度為70℃左右,較好地滿足電動機溫升需求。
1 發(fā)熱原因
1)在電動機起動和運行中,集電裝置中有幾百安培電流通過,由于在集電裝置中,既存在電刷與集電環(huán)的滑動接觸,又有各電刷與匯流排的接線壓接及匯流排與二次短路線的壓接,所以,各接線的接觸電阻是導(dǎo)致發(fā)熱的重要原因。
2)電刷的選用是否正確,也是影響集電裝置發(fā)熱的重要因素。電動機的電刷,作為傳導(dǎo)電流的滑動接觸件,是用石墨粉末或石墨與銅粉混合經(jīng)高壓擠壓制成的,當電刷在集電環(huán)表面滑動時,形成由氧化亞銅、水、石墨等組成的表面薄膜,此薄膜具有很好的耐磨及導(dǎo)電性,所以在選用電刷上,要求磨損小,功率損耗和機械損耗小,噪音小。如選用的電刷不合適,則會引起功耗大,發(fā)熱嚴重。
2 處理方案
1)電刷的引線一般為銅質(zhì),所以一般只需緊固各壓線螺絲,而對引出線與匯流排的連接,由于一般引出線使用鋁質(zhì)接頭,與銅質(zhì)或鋼質(zhì)匯流排接觸產(chǎn)生較大接觸電阻,容易發(fā)熱??捎煤穸葹?.5mm的銅片,中間鉆一孔,在銅片兩面鍍錫,然后壓接于匯流排與接頭中間,此方法可減小2種不同材質(zhì)的接觸電阻,降低發(fā)熱量。
2)對于電刷引起的發(fā)熱,一般應(yīng)從以下幾種情況來分析處理:
①接觸電壓降
電流通過電刷接觸點薄膜、集電環(huán)產(chǎn)生電壓降,每種電刷有其極限電壓降,如果超過此值,滑動點的電功率損耗將增大,引起發(fā)熱,此時可更換電刷。
②摩擦系數(shù)
電刷與集電環(huán)之間的滑動,如果摩擦系數(shù)大,則引起機械摩擦損耗增大,使電刷發(fā)熱。此時可調(diào)節(jié)電刷壓力或換用摩擦系數(shù)較小的電刷。
③電流密度
當電刷的電流密度增大時,發(fā)熱劇烈且使摩擦系數(shù)增大。這時必須更換其它型號的電刷。
④施于電刷上的單位壓力
施于電刷上的單位壓力過大會引起摩擦系數(shù)增大,產(chǎn)生發(fā)熱。而壓力過小,則會增大接觸電阻,增大電損耗,引起發(fā)熱,還有可能引起火花。此時應(yīng)適當調(diào)整碳刷壓力。
由以上原因可以看出,正確使用電刷對減小發(fā)熱很重要。不同型號電刷的性能指標見表1。
3 處理實例
我廠2號水泥磨JRQ1512-6、780kW高壓異步電動機,起動方式為轉(zhuǎn)子回路串液體變阻器。在2001年4月份,由于原電動機電刷磨損嚴重,重新更換了所有電刷(J204),但在電動機運行了2h后,用測溫儀測量電刷溫度為200℃,嚴重威脅電動機運行,停車后用彈簧秤測量電刷壓力為60kPa,初步認定是由于電刷壓力過大所致,我們把各電刷壓力調(diào)整為20kPa左右,開車運行10h,測量電刷溫度為70℃左右,較好地滿足電動機溫升需求。
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