毕业论文电机在炼铁鼓风机房的应用.doc

毕业论文 毕业论文题 目： 电机在炼铁鼓风机房的应用 系 别： 机电工程系 专 业 ： 机电一体化技术 目录 摘 要1引 言21鼓风机在炼铁工艺生产线31.1炼铁工艺简介31.2风机房在炼铁生产线的介绍31.2.1 BPRT简介31.2.2 主电机安装31.2.3 鼓风机安装32 电机在炼铁风机房的重要性42.1鼓风机电机YGF1000-442.1.1 YGF1000-4的参数和性能42.1.2 YGF1000-4的结构特点和形式42.2. YGF1000-4的启动方法53电机在炼铁生产中的常见故障与解决53.1生产中电机的启动故障与解决53.1.1电机绕组局部烧毁的原因及对策53.1.2 一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策63.2生产线上电机的日常故障与解决63.2.1 通电后电机故障63.2.2电机启动转速低于额定转速73.2.3 电机空载运行73.2.4 电机运行声音不正常73.2.5 电机过热84 鼓风机电机在生产中的维护与保养84.1启动前的准备和检查84.2日常运行中的维护9结 论10参考文献11致 谢12 摘 要本文主要写了我在大学最后一年实习期间所接触的一个大电动机的文章，我在文丰实习时，作为一名电工，接触最多的一部分便是电动机。电动机作为人类工业进步和动力的先进工具，电动机是将电能转化为机械能，拖动生产机械的驱动装置。与其本文主要写的是炼铁厂高炉鼓风机房的鼓风机所用的YGF 1000-4型三相异步电动机的技术参数启动维护和保养等。该异步电动机由上海电气集团上海电机厂生产，其重量为46200kg，转速也高达1488r/min，并采用了水电阻启动的方式进行启动并运用了多种保护措施，由其功率很大为13500KW为我们公司生产线上最大的电动机，其控制和保护措施是非常严密的。在其连接方式上引出了6跟接线端子，并非普通的星角接，降低了电流过大而烧坏电机的风险。关键词：炼铁 YGF1000-4 维护 引 言它与原动机相比，电动机的控制方法更为简便，还可以实现遥控和自动控制。从1820年奥斯特、安培和法拉第相继发现载流导体在磁场中受力并提出电磁感应定律后，出现了电动机和发电机的雏形。它形成一个工业部门至今才不过一百多年，但经济发展的需要使电机获得迅速的发展。19实际末期，电动机逐渐代替了蒸汽机，从此电机事业迅猛发展。 YGF系列电动机是耐高温200或280应急用全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。我们公司的采用大大提高了鼓风机的工作效率，为公司的发展作出了贡献。1鼓风机在炼铁工艺生产线1.1炼铁工艺简介高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。1.2风机房在炼铁生产线的介绍1.2.1 BPRT简介在文丰炼铁厂的高炉鼓风机房采用了先进BPRT设计方案，在YGF1000-4带动齿轮箱旋转后带动轴流压缩机做功后，再由高炉产生的大量的煤气经重力除尘和干法除尘后作为介质利用其余压将煤气传到煤气透平膨胀机做功经变速离合器将能量传给轴流压缩机做功。该过程节约了大量用电并成功的打破了传统的单纯依靠电能的依赖性。1.2.2 主电机安装主电机的安装: 用天车将电机吊到其底座上，上好联轴器，根据增速机找平，找正电机，同轴度，应符合技术要求，公差为0.015mm，然后连接好联轴器，最后安装好出线箱。 1.2.3 鼓风机安装鼓风机的安装：用天车将风机吊到其底座上，初步拧紧风机和底座的联接螺栓，拆去鼓风机上壳上的附属元件，卸掉风机进排气侧轴承盖和轴承，卸去中分面之间的连接螺栓和定位销，垂直吊起上机壳，卸去调节缸中分面之间的连接螺栓和定位销钉及调节缸与导向环之间的螺栓，吊起调节缸上部及导向环上部，卸去叶片承缸中分面之间的连接螺栓和定位销钉，并垂直地吊起叶片承缸的上半部，松开连接板、调节缸支承的连接螺栓，安装起吊工具，吊走叶片承缸和调节缸下部，在叶片承缸与调节缸组合体的两端面安装起吊装置，翻转180，松开导向环，起吊装置的螺栓，吊起调节缸下半部和导向环下半部，安装过程与之相反，每一零部件在安装前必须认真清洗。清洗干净后，应该加甘油或机油的部分应加好油，在安装下调节缸前应先找平下机壳，测量下机壳中分面的水平度，并通过底座顶丝给与调整，使得四个支承面均能全面接触，此机壳水平度允差：纵向为0.04mm/m，横向为0.06mm/m。安装好叶片承缸后，安装已经测好动平衡的转子（转子的动平衡由生产厂家保证，具体吊装和使用工具参照说明书操作）然后反复拆卸顺序。在安装时应根据随机资料检测各部分的间隙是否符合说明书和合格证书中的相应要求（具体要求很多参照说明书合格证），在安装过程和检测过程中生产厂家和甲方应有相应得人员参加，如果出现问题应及时协商解决。传动侧轴承座标标高极限偏差不大于0.015mm，下机壳的纵向中心与轴承座纵向中心线应相重合，公差为0.03mm，上下机壳水平中分面在自由状态下应相贴合，在均匀把紧1/3的连接螺栓时，周边应无间隙，一定要注意静叶片和转子、动叶片和机壳的径向间隙，转子各部位的端面和径向园跳动量，底座上导向建和机体导向键槽之间的间隙，这些间隙应符合设备技术文件的规定，并应做好相应记录。鼓风机是一个精密制造出来机器，所有部件都应小心处理，有些零部件应放置在专用支承上，对于表面易于碰伤、擦伤的零部件应放置在橡胶板或木板上，在拆卸时应在非工作面上清晰的标记或打好相应的字头，放在干净的地方由专人保管好，最后根据联轴器的说明书连接好联轴器。2 电机在炼铁风机房的重要性2.1鼓风机电机YGF1000-42.1.1 YGF1000-4的参数和性能YGF1000-4 13500kw，1488r/min，功率因数0.95，使用系数 1.0，定子 1000V 881A,绝缘等级F, 温升80K,转矩类型 NT，堵转容量标志 C，转子重量 13500kg，防护等级IP 44，冷却方式 81W，工作制 S1，电机总重 46200kg，出品号 1000Y1030497 2010-09，标准 GB755-2000，上海电气集团上海电机厂有限公司YGF1000-4电动机是耐高温200或280应急用全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。 YGF系列电动机具有效率高、性能好、噪音低、振动小等优点，功率等级和安装尺寸、防护等级和接线端标志等均符合国际委员会IEC有关标准的规定。 YGF1000-4电动机可广泛用于不含易燃，易爆或腐蚀性气体的场所，能在200或280高温环境中延续使用一小时，起救灾排烟应急之用。因此适用于地铁、隧道、仓库、高层建筑的通风设备和消防设备电动机具有效率高、性能好、噪声底、振动小等优点，功率等级和安装尺寸、防护等级和接线端标志等均符合国际电工委员会IEC有关标准规定。电动机可广泛用于不含易燃，易爆或腐蚀性气体的场所，能在200或280高温环境中延续使用1h，起救灾排烟应急之用。因此适用于地铁、隧道、仓库、高层建筑的通风设备和消防设备。2.1.2 YGF1000-4的结构特点和形式结构特点 1、电动机为全封闭型，防护性能符合IEC规定的IP44防护要求。也可制成IP54、IP55、IP56等防护等级。2、采用C级绝缘材料，绕组具有良好的电气、机械、防潮性能及耐高温性能。3、接线盒具有良好的密封性能，出线口有锁紧装置，可从与电动机轴线平行或垂直的四个方向任意出线。结构形式：1）电动机为全封闭型，防护性能符合IEC规定的IP44防护等级的防护要求，也可制成IP54、IP55、IP56等防护等级。2）采用C级绝缘材料，绕组具有良好的电气、机械、防潮性能及耐高温性能。3）接线盒具有良好的密封性能，出线口有锁紧装置，电机可从与电动机轴线平行或垂直的四个方向任意出线。2.2. YGF1000-4的启动方法 YGF1000-4因其功率较大，非一般电机的直接启动或星三角启动，而采用了水电阻启动。水电阻用于大容量电机的启动，因大容量电机的启动电流大，一般电阻器难以胜任，但不是降压启动，而是把水电阻接在三相绕线电机的转子回路，当达到一定转速，用开关切除（短路）。也有需要调速的（不切除），而是由调速系统的伺服电机调解插入水中电极的深度，以改变阻值 3电机在炼铁生产中的常见故障与解决3.1生产中电机的启动故障与解决3.1.1电机绕组局部烧毁的原因及对策1由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸湿，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。相应对策：尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。2由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。相应对策：卸装轴承时，一般要对轴承加热至80100，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。禁止多种润滑油脂混用。安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。 3由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。4由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。相应对策：尽量避免电动机过载运行。保证电动机洁净并通风散热良好。避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。5电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。相应对策：尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。3.1.2 一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。 为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。3.2生产线上电机的日常故障与解决3.2.1 通电后电机故障 一、通电后电动机不转，然后熔丝烧断。 原因： 1 缺一相电源，或定子线圈一相反接； 2 定子绕组相间短路； 3 定子绕组接地； 4 定子绕组接线错误； 5 熔丝截面过小； 6 电源线短路或接地。对策： 1 检查刀闸是否有一相未合好，或电源回路有一相断线；消除反接故障； 2 查处短路点，予以修复； 3 消除接地； 4 查出误接，予以更正； 5 更换熔丝； 6 消除接地点。二、通电后电动机不转，有嗡嗡声。原因： 1 定子、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电； 2 绕组引出线始末端接错或绕组内部接反； 3 电源回路接点松动，接触电阻大； 4 电动机负载过大或转子卡住； 5 电源电压过低； 6 小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬，轴承卡住。 对策：1 查明断点，予以修复； 2 检查绕组极性；判断绕组首末端是否正确； 3 紧固松动的接线螺栓，用万用表判断各接头是否假接，予以修复； 4 减载或查出并消除机械故障； 5 检查是否把规定的接法误接为Y接法；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正； 6 重新装配使之灵活；更换合格油脂，修复轴承。3.2.2电机启动转速低于额定转速 一、电动机起动困难，带额定负载时，电动机转速低于额定转速较多。原因： 1 电源电压过低； 2 接法误接为Y接法； 3 笼形转子开焊或断裂； 4 定子、转子局部线圈错接、接反； 5 电机过载。对策：1 测量电源电压，设法改善； 2 纠正接法； 3 检查开焊和断点并修复； 4 查出误接处，予以改正； 5 减载。3.2.3 电机空载运行 一、电动机空载电流不平衡，三相相差大。原因： 1 绕组首尾端接错； 2 电源电压不平衡； 3 绕组有匝间短路、线圈反接等故障。 对策：1、检查并纠正； 2、测量电源电压，设法消除不平衡； 3、消除绕组故障。 二、电动机空载电流平衡，但数值大。 原因：1 电源电压过高； 2 Y接电动机误接为接； 3 气隙过大或不均匀。 对策：1 检查电源，设法恢复额定电压； 2 改接为Y接； 3 更换新转子或调整气隙。 3.2.4 电机运行声音不正常一、电动机运行时响声不正常，有异响。原因： 1 转子与定子绝缘低或槽楔相擦； 2 轴承磨损或油内有砂粒等异物； 3 定子、转子铁心松动； 4 轴承缺油； 5 风道填塞或风扇擦风罩； 6 定子、转子铁心相擦； 7 电源电压过高或不平衡； 8 定子绕组错接或短路。 对策：1 修剪绝缘，削低槽楔； 2 更换轴承或清洗轴承； 3 检查定子、转子铁心； 4 加油； 5 清理风道，重新安装风罩； 6 消除擦痕，必要时车小转子； 7 检查并调整电源电压； 8 消除定子绕组故障。 二、运行中电动机振动叫大。原因： 1 由于磨损，轴承间隙过大； 2 气隙不均匀； 3 转子不平衡； 4 转轴弯曲； 5 铁心变形或松动； 6 联轴器（皮带轮）中心未校正； 7 风扇不平衡； 8 机壳或基础强度不够； 9 电动机地脚螺丝松动； 10笼形转子开焊、断路、绕组转子断路； 11定子绕组故障。对策：1 检查轴承，必要时更换； 2 调整气隙，使之均匀； 3 校正转子动平衡； 4 校直转轴； 5 校正重叠铁心； 6 重新校正，使之符合规定； 7 检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状； 8 进行加固； 9 紧固地脚螺栓； 10修复转子绕组； 11修复定子绕组。3.2.5 电机过热一、轴承过热。原因： 1 润滑脂过多或过少； 2 油质不好含有杂质； 3 轴承与轴颈或端盖配合不当； 4 轴承盖内孔偏心，与轴相擦； 5 电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧； 6 轴承间隙过大或过小； 7 电动机轴弯曲。对策： 1 按规定加润滑油脂（容积的三分之一至三分之二）； 2 更换为清洁的润滑油脂； 3 修理轴承盖，消除擦点； 4 重新装配； 5 重新校正，调整皮带张力； 6 更换新轴承； 7 矫正电机轴或更换转子。 二、电动机过热甚至冒烟。原因： 1 电源电压过高，使铁心发热大大增加； 2 电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热； 3 定子、转子铁心相擦，电动机过载或频繁起动； 4 笼形转子断条； 5 电动机缺相，两相运行； 6 环境温度高，电动机表面污垢多，或通风道堵塞； 7 电动机风扇故障，通风不良； 8 定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。对策： 1 降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、接法错误引起，则应改正接法。 2 提高电源电压或换相供电导线； 3 消除擦点（调整气隙或锉、车转子），减载，按规定次数控制起动； 4 检查并消除转子绕组故障； 5 恢复三相运行； 6 清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施； 7 检查并修复风扇，必要时更换； 8 检查定子绕组，消除故障4 鼓风机电机在生产中的维护与保养4.1启动前的准备和检查1、检查电动及启动设备接地是否可靠和完整，接线是否正确与良好。2、检查电动机铭牌所示电压、频率与电源电压、频率是否相符。3、新安装或长期停用的电动机启动前应检查绕组相对相、相对地绝缘电阻。绝缘地那组应大于0.5兆欧，如果低于此值，须将绕组烘干。4、对绕线型转子应检查其集电环上的电刷装置是否能正常工作，电刷压力是否符合要求。5、检查电动机转动是否灵活，滑动轴承内的油是否达到规定油位。6、检查电动机所用熔断器的额定电流是否符合要求。7、检查电动机各紧固螺栓及安装螺栓是否拧紧。上述各检查全部达到要求后，可启动电动机。电动机启动后，空载运行30分钟左右，注意观察电动机是否有异常现象，如发现噪声、震动、发热等不正常情况，应采取措施，待情况消除后，才能投入运行。启动绕线型电动机时，应将启动变阻器接入转子电路中。对有电刷提升机构的电动机，应放下电刷，并断开短路装置，合上定子电路开关，扳动变阻器。当电动机接近额定转速时，提起电刷，合上短路装置，电动机启动完毕。4.2日常运行中的维护1、电动机应经常保持清洁，不允许有杂物进入电动机内部；进风口和出风口必须保持畅通。2、用仪表监视电源电压、频率及电动机的负载电流。电源电压、频率要符合电动机铭牌数据，电动机负载电流不得超过铭牌上的规定值，否则要查明原因，采取措施，不良情况消除后方能继续运行。3、采取必要手段检测电动机各部位温升。4、对于绕相型转子电机，应经常注意电刷与集电环间的接触压力、磨损及火花情况。电动机停转时，应断开定子电路内