技 术Ｉ广ｉ场 科 大型直流电机的运行维护和管理 齐亚丽 （东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００６０） ——黑尼ｉ【—— 技信总 摘要：介绍了东轻公司轧板分厂大型直流电机的现状，查找出运行中出现故障的原因，做好运行维护和管理，减少故障发生率，保障设备正常 运行。 关键词：大型直流电机；故障原因；措施 前言 东北轻合金有限责任公司轧板分厂主电 室负责维护公司的热轧机、冷轧机１ 、冷轧机 和二重轧机的电气部分，在公司中处于重要的 地位。轧板分厂共有２００ＫＷ以上的大型电机 ３１台，总容量达３００００ＫＷ，其中最大的电机有 ５４００ＫＷ，这些电机是从五十年代开工生产到现 在一直运转的苏制电机，存在着绝缘老化，整流 子磨损严重等问题，因此需要我们加强维护和 管理，确保大型电机安全稳定运转，为公司轧制 出优质铝材做出贡献。为此开展了加强大型直 流电机的运行维护和管理的活动。 １大型电机的运行状况 大型电机长时间运转，已投入使用四十多 年，不安全因素增多。为了掌握大型电机安全稳 定运转的情况，查阅了１９７９年以后的大型电机 运行记录，整理出下表： 表１事故纪录统计表 麓 严时 ｊ 箱，年 ：：。 ‰： ； 从表１可以看出，大型电机稳定运行状况 逐年恶化，事故停产时间不断增多。一方面影响 了轧制生产的正常运行，造成很大的经济损失， 另一方面对大型电机的实际使用寿命提出了更 大的挑战。经过认真地调查与分析，应该把提高 大型电机的运行质量，减少累计事故停产时间， 加强日常点检活动，改进检修制度，作为减少故 障的重要手段。力争将停产时间减少到３５小 时。 ２分析原因： 根据各种记录数据和实际工作经验，就大 型电机发生事故的原因进行了分析。通过原因 分析，找出造成大型电机事故的主要影响因素 是： ２．１现场经验少，缺乏培训。 ２，２检修用的毛巾、电池、石蜡、酒精不足。 ２－３通风效果差。 ２．４计量仪表精度不高。 ３指定对策 针对找出的四项主要因素制定对策，见表 ２所 。 表２大型电机事故对策表 Ｎｏ要园 嫩对策 目标 时１百】 １ 缺乏经验 出现摹故不能迅进行专业技术技能人人拳境术厨一 现塌经验少逋处理好 墙 Ｉ， 老带祈恃授人人遍过考 经验 试 ２ 幢肇胃的毛 日常揎肇用的毛及早提茹十剞 确保确保ａＩ奉周二 巾、电池、 巾 电地 稻精基本要求，节约使材料口自立 稻耩 石蜡等时有ｊ瞰 用 加强旨理 不足 ３ 通风技， 差夏争气ｉｌ１．较高 加强畦风 ｝却 确保大型电厨三 蛤大型电机敲热 机温廑符台 ｉ馘日摊 滩 ４ 计■帔袭耩常出现误动作、 加强监隆晤统 确保准确无周四 度低造睛●故阵产 误 ４对策实施 ４．１实施一 针对一些工人现场经验少，缺乏培训，为维 护工人讲课。 内容课时时间 电工理论基础 ６ ２００６ ３－２００６ ４ 电工操作规程 ６ ２００６ ５－２００６ ６ 电工技术规程４ ２００６ ７－２００６ ８ 现场电气图纸 ｉ０ ２００６ ９－２００６ ｌ】 同时，在实际工作中搞好传、帮、带活动，用 技术好、经验多的工人带技术较差的，增强他们 的感性认识，鼓励工人自觉看图纸，并定期作技 术考核。 ４，２实施二 针对检修用的毛巾、电池、石蜡、酒精不足 这一问题，采取以下措施，见表３中所列。 袁３ 措施 及早上交材料计划由专人到腱应领暇 石蜡的涂抹和保管由专人负责 检Ｍ嘶用树料定量，尽量 约 １日毛巾要回收 以上措施实施后，上述问题得到了解决。 ４．３实施三 主电室夏季室内温度达４０℃，对此我们采 用冷水机组给大型电机进行通风冷却，使大型 电机温度高的问题得到了有效控制，从而保证 了大型直流电机正常运行。 ４，４实施四 针对这个问题，我们先后采用了省电子所 和哈尔滨先科电子技术公司的温度检测装置。 经过多年的使用，证明了其检测的准确性及报 警信号输出的可靠性，并且积累了大量的温度 数据，对研究电机的温度变化提供了可靠的帮 助。 ５效果检查 将２００７年度大型电机事故进行统计，并与 实行改进措施前进行对比。见２００７年度事故统 计表４。 表４ ２００７年度事故统计表 日期 事故原因影响运彳ｊ讨阐 ２０Ｏ７ ３１５ ｌ＾ｎ轴承串动 ２０Ｏ７ ４ ２１ ２１＾ｎ开关上便蛔ｌ盟烧化 ２Ｏ０７＆７ ２３Ａｎ ２０Ｏ７ １３ ｌ＾ｎ风机吱带断 ２０Ｏ７ ９ １０ ｌ１＾ｎ加速油开关 上 ２０Ｏ７ １１ ２ ２１＾ｎ的冈机螺蛙松动 全年 １０小时 ２ 埘 １０小时 ２ 埘 Ｉ小时 ５，卜时 ３０ 埘 由此可以看出，经过开展此次活动，大型电 机稳定运行有所提高，事故停产时间得到有效 控制，比以前减少５０％。 ６经济效益 ６．１直接效益 按我公司合理化建议有关规定： 年经济效益＝每小时产量（吨，小时）×故 障时间减少量（小时）×每吨铝材的纯利润（元， 吨） 轧机作业区每小时产量：７吨，小时 故障停产时间的减少量：６０—３０＝－３０小时 轧机作业区产品纯利润：１５００元，吨 所以年经济效益为：７×３０×１５００×０，２＝６－３ 万元 ６，２间接效益 ６．２．１大型电机运行质量的提高，为公司完 成全年生产计划和轧制优质铝材，满足国家军 品等作出了很大贡献。 ６．２．２通过ＱＣ活动，工人的责任感和技术 水平有了明显提高，这对于企业来说是一笔无 形的财富。 ６．２－３更重要的是通过本次活动，在主电室 以及相关单位都完善了一整套制度，使大型电 机的维护、检修、保养更趋于合理化，从公司的 长远利益来看，具有深远的意义。 ７标准化 ７．１标准化内容见表５ 表５标准化 塑登 堡堕 １ 岗位巡回检宣制度，检修质量检宣 ‘三级管理责任制＇ 制度，重大问题拉现制度 ２ 各项考棱制度 ３ 预防性试验制度 经济责任制考棱细则 技术标准 ７，２标准化后实施情况 标准化后，检修质量达到了标准，工人的责 任心增强，能够遵守小时点检制度，各项考核措 施得以落实，大型电机能够稳定运行。 结束语 我公司轧板分厂通过加强质量管理，提高 运行维护和管理水平，不仅取得了较好的经济 效益，而且还增进了工人们相互了解和团结协 作，提高了工人对学习质量管理知识及参加质 量管理工作的热情。
1 第17章 直流电机的运行课后习题与解析
17.1 如何判断直流电机是运行于发电机状态还是电动机状态，它们的emT与n、aE与aI的方向有何不同，能量转换关系有何不同?
答：通过比较aE和U的大小来判断。如果UEa，则为发电机状态，如果UEa，则为电动机状态。发电机状态时，emT与n方向相反， aI与aE方向相同，将机械能转换为电能；电动机状态时，n与emT方向相同，aE与aI方向相反，将电能转换为机械能。
17.2 分别对不同励磁方式的发电机、电动机列出电流I、 Ia、If的关系式。
答： 他励发电机和电动机：IIa
并励发电机：faIII，并励电动机：faIII
串励电动机：faIII
复励电动机：并励）串励）((fafIIII
17.3 直流电机中有哪些损耗? 是什么原因引起的? 为什么铁耗和机械损耗可看成是不变损耗?
答：直流电机中有：电枢铁心损耗、机械损耗、附加损耗、电枢回路铜损耗和励磁回路铜损耗。
电枢铁心损耗是由于电枢铁心内磁场交变引起的；机械损耗是由于转动部件摩擦引起的；附加损耗是由于齿槽存在及漏磁场畸变引起的；电枢回路铜损耗是电枢电流aI在电枢回路总电阻aR上产生的损耗；励磁回路铜损耗是励磁电流fI在励磁回路电阻fR上产生的损耗。铁心损耗与磁通密度幅值及交变频率有关，因为磁密不变，在转速一定时，电枢内磁场的交变频率也不变，所以铁耗是不变损耗；机械损耗与转速有关，当转速一定时，它是不变损耗。
17.4 如果并励直流发电机不能自励建压，可能有哪些原因？应如何处理？
答：（1）主磁极可能没有剩磁，应该通过励磁绕组给主磁极充磁；（2）转向不正确（或励磁绕组与电枢绕组的连接不正确），在有剩磁的状态下改变转向（或转向不变时，改变励磁绕组与电枢绕组的相互连接）；（3）励磁回路电阻过大，超过了临界电阻，此时应减小励磁回路的调节电阻。
新疆电力技术 ２００７年第３期总第９４期
直流电机运行性能的数值计算分析 钟坚 新疆天富热电股份公司 （石河子８３２０００）
摘要：针对许多采用过补偿、无串极绕组的直流电动机 在额定负载或过载时的遣竹中转速特性上翘，带来安全隐 患的问题。提出采用电磁场有限元方法代替传统磁路方法 进竹直流电机运竹性能计算，并利用实例进竹分析。 关键词：直流电机；运竹性能；数值计算 ０引言 工程实际中，许多采用过补偿、无串极绕组的直流电 动机在额定负载或过载时的运行中转速特性上翘，带来安 全隐患。因此，在设计阶段准确计算直流电机运行性能非 常重要。由于直流电机的传统计算方法未能准确考虑漏 磁、磁路的饱和、磁极的实际形状等因素，非系列设计的电 机计算结果误差较大，采用数值方法计算直流电机的运行 性能十分必要。 针对上述问题，提出采用电磁场有限元方法代替传统 磁路方法进行直流电机运行性能计算，并对某型直流电动 机运行中出现的现象进行了分析。 １直流电机电磁场有限元计算方法 １．１假设条件 直流电机电磁场是一个三维恒定磁场，由于电机结构 复杂，我们通常假设： （１）电机轴向无限长； （２）电机气隙和电机截面结构沿主极轴线对称； （３）忽略电机电枢绕组端部漏磁。 这样就把实际的电机三维非线性恒定磁场问题转化 为实用的二维非线性恒定场问题。 １．２基本方程和边界条件 根据直流电机结构的对称性，建立求解区域，为实际 电机一对极剖面。 饱和时，铁心的磁阻率，所以整体而言，求解域ＡＢＣ内 的向量磁位（用表示）满足非线性准泊松方程。负载时，边 界条件为： （１）定子磁轭的外边界线ＢＣ是一条磁力线，若将该线 的磁位取为零，可得ｕＩＢＣ：０。 （２）磁极中心线上，磁位应满足周期边界条件，即ｕＩ ＢＣ＝ＵＩＡＣ。 这样，负载时直流电机内的非线性磁场可归结为如下 二维非线性准泊松方程边值问题： 昙ｆｋ 生ａｘ］，Ｉ＋昙（ｙ考］＝一 ，ｃ ， ∈ ｃ 。 ‘ Ｌ ～… “ＩＢｃ＝Ｏ，ｕ Ｉ ＝“ｈｏ ２应用实例 ２．１运行现象 某型直流电动机是用于某应急电站的幅压并励直流 电动机，在产品试验过程中发现，该电机在接近额定负载 ９０％的情况下，当负载增加时其转速也上升，即有上升的 机械特性。当电机负载大于９０％额定负载时，电机的电枢 电流和电机的转速都不稳定运行于原工作点，而是不断的 上升，最终使电枢电流和转速上升而使保护开关跳闸，电 机不能工作。 ２．２原因分析 该电机设计时采用补偿绕组，无串极绕组，采用传统 电磁计算方法计算的补偿度约１０６％，为过补偿，计算转速 特性特性曲线为单调下降。为了对该电机的运行特性进行 精确的计算，采用上述电磁场有限元法进行了补偿度和转 速特性计算。 ２．２．１补偿度计算 在电机不同的运行工况，分别计算补偿绕组和电枢绕 组产生的磁通，以此确定补偿度。 电流（Ａ） 绕组 磁通（Ｗｂ） 补偿度％ ｎ 补偿 ０＿１０８２４７１９６ ９３．５９３５６ ｌ９６Ｏ 电枢 Ｏ．１１５６５６６６７ 。 。 辇鬈；． ０ ５２ ９４ ７ ７７ ０Ｅ一－。０ ９４．６７９５ １２００ 登 ・蚍 。 ９６．１８６ 电枢 ７．１８６７６８２８６Ｅ一０２ 。。 蓑；．４ ５４ｍ６５：１ ３０ ４ Ｅ－。０ ９６．４６ ４ｏｏ 竺 ・ ％＂ ９６．４６ 电枢 ２．３８０３０６０６０Ｅ一０２ ……２００…一 …ｆ 两 －…０２……一 ～ ・２６・
．结 微抟电棚２００６年第８期 ：…— ／ｇ。 ． ｚ ～……一………………………………………………………………．＿一 一 一：…．…二一…＿Ｉ＿ ：． ：．…．
无刷直流电动机的发展现状和质量特点
龚春雨，施进浩
（中国电子科技集团公司第２１研究所，上海２００２３３）
Ｔｈｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ
ＧＯＮＧ Ｃｈｕｎ—ｙｕ，ＳＨＩ Ｊｉｎ—ｈａｏ
（Ｎｏ．２１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｕｎｄｅｒ ＣＥＴＣ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３３，Ｃｈｉｎａ）
摘要：综述了无刷直流电动机的发展及现状，总结了 这类电机的技术特征及应用领域。就其质量问题进行了详 细分析及探讨，并提出了无刷直流电动机的发展对策。 关键词：无刷直流电动机；机电一体化；质量 中图分类号：ＴＭ３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—７０１８（２００６）０８－００３８—０２ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｗｅｒｅ ｏｖｅｒｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｅａｔｒｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓ－ ｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ａｎｄ ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｏｆ ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｗｅｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ；ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ；ｑｕａｌｉｔｙ
１引 言
