矿山电机常见故障分析及诊断方法

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:张伟 梁志恒
[导读] 摘要:矿山电机是我国现阶段煤炭开采作业中常用到的器械,但是由于开采环境较为恶劣,使得矿山电机常常出现各种故障。
        (内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司矿山机电设备检修公司  霍林郭勒  029000)
        摘要:矿山电机是我国现阶段煤炭开采作业中常用到的器械,但是由于开采环境较为恶劣,使得矿山电机常常出现各种故障。对此,本文就以矿山电机常见故障分析及诊断方法进行探讨,为相关的煤矿开采工作者提供参考。
        关键词:矿山电机;常见故障;诊断方法
        1矿山电机
        首先,我们先对矿山电机的相关概念和知识进行一定程度的了解,以此来更好的对矿山电机常出现的各种故障问题进行分析和解决。
        矿山电机,其实指的就是主要用于煤矿井下的电动机,这类电动机可以很好的适应各种煤矿井下环境,同时,还可以依靠不同驱动设备的需求进行电能和机械能之间的转化。
        2矿山电机的类型
        一般来说,在我国现阶段的矿山开采中,依据工作原理的不同,主要有四种类别。即直流电动机、直线电动机、交流同步电动机、三相交流异步电动机。
        直流电动机,顾名思义,就是将直流电能转换为机械能的电动机,在矿山开采中,这种直流电动机一般有大型直流电动机、隔爆直流牵引电动机、直流牵引电动机等。
        直线电动机则是指当这类电动机运行时,其中的运转部分呈直线运动的电动机就是直线电动机。由于矿山开采作业的特殊性,直线电动机还要相应的增加感应的功能,亦或者是将电动机的结构和位置进行改变,比如说平面、圆筒、圆盘、圆弧、滚辊等。
        交流同步电动机则是将交流电能转化为机械能的电动机,并且,这类电动机的转子转速和旋转磁场的转速是相同的,而在矿山开采中,通常需要承受高电压,一般为6kV左右。
        三相交流异步电动机,这种电动机相较于上述的电动机来说,运转方式较为复杂。电力来源主要是三相交流电,同时,由于电机的特殊性,使得这种电动机的转子转速往往是低于旋转磁场转速的,并且,由于三相交流异步电动机的转子绕组电流是借助感应产生的,从而使得这种电动机又被叫做感应电动机。但是,这种电动机由于本身的特殊性,可以很好的适用于各种煤矿开采环节中,成为我国现阶段各大煤矿企业所主要使用的电动机之一。
        3矿山电机常见故障分析
        一般来说,由于矿山电机本身的结构特点和工作环境因素,使得矿山电机常常出现的故障问题无非是两种,即机械故障和电气故障,机械故障主要指矿山电机内部的物理作用部件出现了磨损的情况所导致的故障,最具代表性的电机抱轴损坏。而电气故障则是指矿山电机内部和电气相关的各种部件出现损坏所导致的故障,与之相对应的就是电机线圈烧坏。
        电机抱轴损坏是我国矿山电机常见的故障之一,这类故障通常是由于矿山电机内部的轴承内外圈、滚动体和保持架之间无法维持一个稳定的工作状况,从而使得轴发生相抱的现象,最终导致轴无法正常转动。导致电机抱轴损坏的因素有很多,比如说,润滑油用尽就会导致电机抱轴损坏,因为在矿山电机运转过程中,轴承的转速是相当快的,各类部件摩擦会产生大量的热量,快速消耗部件表面的润滑油,一旦润滑油用尽没有及时添加,就会出现部件磨损,严重时,会导致矿山电机无法使用。除此之外,轴承中不小心进入了灰尘、水等杂质,也会加剧轴承的磨损。或者是联轴器不对中等、荷载过大都会出现相同的现象,更有甚者会直接导致轴承无法正常运行,从而使得矿山电机故障。
        电机线圈的烧坏的原因有很多,一般来说,由于矿山电机的工作环境较为恶劣、开采作业紧张,使得矿山电机经常出现频繁启动和荷载过大的现象。

再加上矿山开采的变数很多,我们无法有效的预料到下一块开采岩石的硬度和大小,一旦出现硬度、规模较大的岩石时,就会极大的影响矿山电机的正常运转,严重时,甚至会导致电机负载的现象,当出现此现象时,就意味着电机内部的电气部件即将出现重大故障问题。此时,如果不将电机停止,还仍然进行工作的话,将在很短的时间内烧坏线圈。除此之外,工作人员频繁的重启电机、强行启动等行为也会烧坏电机线圈。因为我国现阶段矿山开采作业中常用到的电机大多数会配备有各类型的带式输送机设备,当频繁的启动,就会将电机内部的温度急剧升高,最终发生线圈烧坏,电机无法正常工作的现象。除了上面叙述的几种原因之外,导致电机线圈烧坏的原因还有绝缘层性能不足、电机受潮、电机内部进入杂质、润滑油过多和过少、输电线路过长、电压不足等都会相应的出现电机线圈烧坏的现象。
        4矿山电机常见故障的诊断方法
        结合上文,我们充分的了解到了矿山电机的相关概念和知识,同时,还对矿山电机在实际的开采作业中所常出现的故障进行了一定篇幅的阐述。对此,为了更好的保障矿山电机的正常工作,就需要切实实施一些诊断方法,第一时间发现问题,从而及时的进行故障修复。
        一般来说,依据我国现有的矿山电机诊断方法来看,依据矿山电动机的故障类型不同,诊断方法也有着很大的区别。比如说,放电故障诊断、绕组故障诊断、经验诊断、综合诊断、智能诊断等。
        其中放电故障诊断方法在实际的应用过程中,往往需要使用到电流互感器或者是高频检测器等工具。这种诊断方法主要是借助电动机本身故障频率所进行的,当电动机运行时,通过使用专业工具,可以将电动机的运行状态数据进行实时的记录和检测,同时,检测人员再将这些数据和正常运转情况的数据进行比较,当数据相仿或者是差距不大时,那么说明没有发生放电故障。反之,当数据差异过大或者是呈现不正常等现象,就说明电机出现的放电故障。此时,就要及时的进行相关的故障处理和零件更换工作,时刻确保电机的内部部件的状况正常。
        而绕组故障发生时,最直观的表现就是矿山电机的机壳表面带电、绕组短路发热、控制线路失控、电动机无法运转等现象。因为矿山电机长时间在井下存放,周边环境较为潮湿阴暗,当绕组受潮后,就会导致绝缘电阻性能下降,并且,电动机过载、受到侵蚀、杂质侵入等也会相应的导致绕组发生故障。目前,我国常用到的绕组诊断方法,就是观察法、万用表检查法、兆欧表法等。其中观察法主要指我们肉眼直接观察到的绕组有无出现明显的损坏现象来辨别。而万用表检查法则是借助万用表,接入万用表之后,当表盘的读数显示过小时,那么说明绕组故障。最后一个兆欧表法则相对复杂,每一个等级不同的绕组,都需要使用相对应的兆欧表,接入兆欧表后进行每一组电阻的测量,一旦出现数值为0的现象,那么说明绕组故障。
        经验诊断一般需要机电维修人员对电机设备的基本原理有个全面的了解与掌握,只有这样才能确保电机设备处于最佳运行状态。经验诊断技术往往存在主观性的特点,只是由维修人员结合自身经验和直觉来作出决断,可以解决矿山电机设备运行过程中的一些小毛病,但是无法对繁琐的设备故障给予有效处理。
        综合诊断技术主要是借助不同仪器来测定电机设备的温度或压力,并记录和存储数据。此时,作为机电维修人员可以结合不同数据参数来对矿山电机故障进行分析和判断,在此基础上制定电机设备的维修和保养方案,以确保矿山电机的安全、高效运行。如今,随着科学技术的发展,矿山电机检测仪器逐渐朝着多功能化、自动化、轻型化的方向发展,进而提高综合诊断结果的准确性。
        智能诊断技术主要是通过对人的大脑进行模拟后来对各种故障信息进行汇总、收集和处理,此时就需要对矿山电机特征数据库进行构建,如果矿山电机发生故障,只需要将故障信息与数据库内存储的信息进行对比,就能够对故障原因、类型给予初步判断,进而为后续的维修奠定良好的基础。
        参考文献:
        [1]马玉清.矿山船舶发电机电网常见故障的处理[J].科技资讯,2015,13(13):139-140.
        [2]方尧.三相异步电机常见故障分类及处理措施[J].城市建设理论研究,2014,(12).
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