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由于直流電動機的起動力矩大,調(diào)速性能優(yōu)良,一次投資費用較少,在國內(nèi)水泥廠的回轉(zhuǎn)窯普遍采用直流驅(qū)動裝置。今天一起來了解直流驅(qū)動裝置的選型和故障分析。
回轉(zhuǎn)窯的主驅(qū)動裝置由直流電動機和直流調(diào)速器構(gòu)成。直流電動機現(xiàn)多采用Z4系列回轉(zhuǎn)窯專用電動機,現(xiàn)普遍采用調(diào)壓調(diào)速方式,即通過改變電樞的電壓來改變電動機轉(zhuǎn)速,從而改變窯轉(zhuǎn)速。
直流調(diào)速器有模擬控制系統(tǒng)及數(shù)字控制系統(tǒng)。
回轉(zhuǎn)窯有以下特點,即:回轉(zhuǎn)窯在起動時,由于自身及熱工原因,所需的起動力矩較大,相應起動電流較高,但在正常運行時電流并不高?;剞D(zhuǎn)窯在停窯時,有回窯現(xiàn)象。在停窯瞬間,窯筒體由于慣性反轉(zhuǎn),窯轉(zhuǎn)速從減速機側(cè)傳到電動機,電樞的速度很快,電動機瞬間做發(fā)電狀態(tài)運行,如果激磁電流不變,反電勢很高,在換向器表面會形成灼痕,可能會將換向器打出凹坑,對換向器的使用壽命有影響。
鑒于以上原因,回轉(zhuǎn)窯直流傳動,在選擇直流調(diào)速裝置時,對于直流電動機及直流調(diào)速裝置的元器件以及控制方案均有所要求。
基于回轉(zhuǎn)窯的工作特點,各直流電動機生產(chǎn)廠家一般都有回轉(zhuǎn)窯專用的型號,如:使用較多的電機廠的ZSN4系列,該系列電動機有較好的動態(tài)性能,并有較大的過載倍數(shù),其值可達2.5倍左右。并且,通常由于窯主機的額定轉(zhuǎn)速不高,如果電動機自帶風葉散熱效果不好,通常需要加裝強冷風機,加強冷卻。
直流調(diào)速裝置的整流元件基本采用可控硅元件,可控硅由于自身的過流能力較差,在選型時應考慮足夠的裕量。直流調(diào)速器的主要參考值如下:
a 額定電壓:直流調(diào)速裝置的額定輸出電壓一般與直流電動機的額定電壓相一致??煽毓柙~定電壓一般是正常工作電壓峰值的2~3倍值。
b 額定電流:廠家生產(chǎn)的直流調(diào)速裝置的額定電流一般是指裝置輸出的平均電流,國外品牌的元器件的過流能力一般為1.5倍,但過流能力與時間有關(guān),選型時應注意。
由直流調(diào)速理論可知,直流電動機轉(zhuǎn)速(窯速)電流與整流電壓、激磁磁通都有關(guān)系,二者發(fā)生故障對窯速和電流均有影響。
a 電動機內(nèi)部激磁電源線有破損,電動機運行中電動機振動有瞬時碰殼現(xiàn)象,電動機轉(zhuǎn)矩下降,轉(zhuǎn)速降低,電動機轉(zhuǎn)動發(fā)生困難,現(xiàn)場表現(xiàn)為窯速波動。 實例:我廠4號窯窯速波動,時不時發(fā)生轉(zhuǎn)動困難。當時一度懷疑觸發(fā)裝置故障,但現(xiàn)場檢測中,觸發(fā)脈沖完全正常,后拆開電動機發(fā)現(xiàn)是激磁線破損,處理完后開機正常。
b 調(diào)速裝置整流柜上冷卻風機引起振動,造成電路印制板上相關(guān)元件焊點松了,或是相關(guān)電子元件發(fā)生故障,脈沖時無,可控硅元件觸發(fā)不可靠,用示波器觀察會發(fā)現(xiàn)電壓波形1個以上波頭不穩(wěn)定、閃動情況。
此故障我廠3、4號窯多次發(fā)生,尤其是每年夏季,天氣炎熱、潮濕,我廠收塵效果又太好,粉塵相對較大,對電氣元件影響較大。
c 外部給定信號,電氣元件接觸不可靠,造成觸發(fā)脈沖不可靠,引起電流和窯速波動。
造成這種情況主以下2種原因:
a 觸發(fā)脈沖丟失,比如觸發(fā)回路相關(guān)器件脫焊,相應可控硅回路無法導通,造成輸出整流電壓下降;
b 可控整流橋橋臂上可控硅元件故障,或是熔斷器熔斷,造成輸出電壓下降,常見故障有一臂、兩臂及一相斷開。 我廠3、4號窯曾多次發(fā)生此類故障。主熔斷器熔斷引發(fā)故障。
此種情況有以下原因:
a 外部聯(lián)鎖控制設(shè)備故障,主電動機控制回路無法接通;
b 多個整流元件或是觸發(fā)回路故障,輸出電壓低,整流裝置提供起動電流太小,起動力矩不夠,不能起動。
c 檢修后觸發(fā)脈沖出線接線不慎,造成可控橋整流元件觸發(fā)順序混亂,電壓波形異常。