變頻螺桿空壓機(jī)電機(jī)損壞原因與保護(hù)探討
來源: 匯通公司
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發(fā)布日期:2020.04.25 [ 大 中 小 ]
?空氣壓縮機(jī)簡稱空壓機(jī),作為通用的機(jī)械設(shè)備,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。問題是作為空壓機(jī)動力設(shè)備的電動機(jī)(三相異步電動機(jī)),其故障損壞率普遍居高于其它設(shè)備的電動機(jī)。原因何在?本文將提出有關(guān)空壓機(jī)電動機(jī)的損壞原因及如何保護(hù)問題的基本概念和論點(diǎn),希望能起到拋磚引玉的效應(yīng),引起空壓機(jī)制造行業(yè)和廣大用戶的關(guān)注,共同參與探討。
空壓機(jī)電動機(jī)的損壞原因分析。兩級壓縮永磁變頻螺桿空壓機(jī)服務(wù)熱線: 15999559441。匯通公司是中國最專業(yè)、高品質(zhì)、高節(jié)能的空氣壓縮機(jī)生產(chǎn)銷售商,快捷的空壓機(jī)售后服務(wù),具有很強(qiáng)的價格競爭力,在螺桿空壓機(jī)氣站系統(tǒng)服務(wù)行業(yè)已積累了18年的經(jīng)驗,口碑極好,TOKA螺桿式空壓機(jī)是您生產(chǎn)動力之首選!
空壓機(jī)電動機(jī)損壞原因是多方面及綜合性的。我們深入到空壓機(jī)工作、生產(chǎn)現(xiàn)場實地進(jìn)行調(diào)查認(rèn)為,空壓機(jī)電動機(jī)損壞的原因除了與其他的電動機(jī)動力設(shè)備具有共性常規(guī)故障因素外,還與空壓機(jī)自身的特定運(yùn)行產(chǎn)生的故障因素有關(guān)。分析歸納主要如下幾點(diǎn):
深圳變頻空壓機(jī)工作條件要求
空壓機(jī)的機(jī)械運(yùn)作,電氣控制比較簡單(特別是小功率型),一般都是單機(jī)組獨(dú)立工作,處于無專業(yè)監(jiān)視操作場合,對故障的發(fā)生處理不及時,相對講,故障的重復(fù)擴(kuò)大率增多。
氣壓自動開關(guān)的可靠性和靈敏性
空壓機(jī)的起停通常由氣壓自動開關(guān)(氣壓繼電器)直接帶動交流接觸器對電動機(jī)實現(xiàn)自動控制。而氣壓自
動開關(guān)大多數(shù)采用機(jī)械式結(jié)構(gòu),利用彈簧壓縮與釋放能量操動觸點(diǎn)。也許是氣壓自動開關(guān)的先天不足或因調(diào)節(jié)不當(dāng)、機(jī)震等不同原因的影響。在控制氣壓過程中,時??赡軙霈F(xiàn)兩種不正常的動作現(xiàn)象:
1、氣壓自動開關(guān)過氣壓時拒動作,使電動機(jī)不能正常運(yùn)行,氣壓繼續(xù)上升,導(dǎo)致電動機(jī)超負(fù)荷過載運(yùn)行,嚴(yán)重時可能發(fā)生故障阻塞現(xiàn)象。
2、氣壓自動開關(guān)瞬態(tài)震跳現(xiàn)象(特別是氣壓接近上限或下限臨界狀態(tài)),同時使交流接觸器產(chǎn)生同步震跳。致使交流接觸器的主觸點(diǎn)在頻繁起動電流沖擊下燒壞或粘死造成停機(jī)或缺相故障運(yùn)行。
自動排氣閥失靈
空壓機(jī)一般沒有自動排氣裝置,當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定壓力時,停機(jī)后自動排氣降壓,預(yù)置下次空載起動,排氣閥失靈后,空壓機(jī)缸內(nèi)氣壓不能釋放,等于電動機(jī)帶載起動,可能造成起動困難或堵轉(zhuǎn)故障。
運(yùn)行中突遇停送電
自動檔控制的空壓機(jī),遇到突然間停送電情況(如市電,自備電電源轉(zhuǎn)換),由于空壓機(jī)缸內(nèi)氣壓來不及釋放又重新啟動。電動機(jī)處于重載起動,很可能形成堵轉(zhuǎn)故障。
過于頻繁起動
因外圍用氣量不規(guī)則,用氣量大時,迫使電動機(jī)作頻繁起動工作。起動時大電流產(chǎn)生的熱余量積累不易散發(fā),使電動機(jī)溫升過熱,很可能造成電動機(jī)燒毀。
重負(fù)荷停機(jī)
空壓機(jī)的停機(jī),與其他設(shè)備不同,都是在達(dá)到設(shè)定上限最大壓力時停機(jī)。交流接觸器在承受重負(fù)荷、大電流下分段動作。此時拉弧火花最為嚴(yán)重,對交流接觸器損壞造成很大威脅,由于交流接觸器損壞,將引發(fā)電源性質(zhì)故障。如不平衡(缺相)等運(yùn)行狀態(tài)。
空壓機(jī)自身機(jī)械性質(zhì)故障
空壓機(jī)是不均勻負(fù)荷性質(zhì),機(jī)震噪聲大,傳動機(jī)件受阻引起磨損損壞等機(jī)械性故障,極容易引起電動機(jī)過載(堵轉(zhuǎn)、阻塞等)。
空壓機(jī)電動機(jī)保護(hù)現(xiàn)狀
上述幾點(diǎn)典型故障因素表明,空壓機(jī)電動機(jī)的正確、合理的保護(hù)顯得非常之迫切和必要。但是,目前為止,空壓機(jī)電動機(jī)的保護(hù)裝置仍然以熱繼電器為主。當(dāng)然,熱繼電器作為傳統(tǒng)的保護(hù)產(chǎn)品,它結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉、具有一定的反時限特性等優(yōu)點(diǎn),但是其工作原理、性能特征決定著它功能小、功耗大、精度低、整定粗糙、易受環(huán)境影響、重復(fù)性差、誤差大等不足和缺陷。對于電動機(jī)起動過程中的堵轉(zhuǎn)、長期過載等故障,不能實現(xiàn)可靠保護(hù),因此無法滿足空壓機(jī)實際保護(hù)要求。因此,保護(hù)失敗也是不可否認(rèn)的事實。社會在發(fā)展,科技在進(jìn)步,落后產(chǎn)品要面臨被淘汰,熱繼電器已完成自己的歷史使命。
保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)
新一代的電子式電動機(jī)保護(hù)器是先進(jìn)電子技術(shù)時代的產(chǎn)物,它具有熱繼電器不可比擬,也無法實現(xiàn)的功能特征。而保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用),以下簡稱起動器,更是針對空壓機(jī)的特殊保護(hù)需求而研制的新一代電子式電動機(jī)保護(hù)產(chǎn)品的派生系列產(chǎn)品。對空壓機(jī)電動機(jī)的保護(hù)具有更科學(xué)、更合理、更正確的保護(hù)實效。它解決了空壓機(jī)在使用過程中因氣壓自動開關(guān)的推動開關(guān)元件接觸不良、彈性元件的自由端移位不正確及氣壓自動開關(guān)頻繁動作等,使交流接觸器瞬間連續(xù)性震跳,熱量不能散發(fā),致使交流接觸器的主觸頭燒壞或觸點(diǎn)粘連,導(dǎo)致電動機(jī)缺相或過流運(yùn)行,從而使電動機(jī)燒毀的難題;填補(bǔ)了國內(nèi)磁力啟動器以專用電動機(jī)保護(hù)器模塊的保護(hù)起動器的空白。
功能特征
a、起動器設(shè)計有運(yùn)行、斷相、過載故障狀態(tài)指示,為用戶檢修提供便捷。
b、起動器對空壓機(jī)的起動、運(yùn)行至停機(jī)等全過程進(jìn)行信號檢測記憶,自動適應(yīng)空壓機(jī)電動機(jī)的熱功率要求,可以對電動機(jī)不同的熱狀態(tài),采取不同的保護(hù)動作時間。
c、由于起動器內(nèi)部設(shè)有冷態(tài)、熱態(tài)過載保護(hù)特性K系數(shù)曲線檢測電路及不平衡檢測電路,故能夠?qū)諌簷C(jī)電機(jī)在起動和運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的斷相、過載、堵轉(zhuǎn)、阻塞、三相不平衡等故障均采用反時限特性進(jìn)行保護(hù)。
d、起動器設(shè)計有自檢功能,可辨別電源輸入端與自身工作是否正常,而采取相應(yīng)的自鎖措施。
e、起動器有效的解決了因氣壓自動開關(guān)在過氣壓時拒動作,導(dǎo)致電動機(jī)處于超負(fù)荷的過載或嚴(yán)重時可能發(fā)生阻塞行為,以及氣壓自動開關(guān)瞬態(tài)震跳(疑似晃電現(xiàn)象,特別是氣壓接近上限或下限臨界值狀態(tài)),同時使交流接觸器產(chǎn)生連續(xù)性同步震跳,致使交流接觸器的主觸頭在大電流沖擊下,熱量不能散發(fā)而燒壞或粘連造成缺相運(yùn)行的問題。
f、起動器有效的解決了因止逆閥失靈后氣缸內(nèi)剩余氣壓不能釋放,空壓機(jī)不能停機(jī)或卸載,造成電動機(jī)過載而燒壞的問題。
g、起動器有效的解決了空壓機(jī)因外圍用氣量不規(guī)則,迫使空壓機(jī)作頻繁起動,加上起動時大電流的產(chǎn)生,熱余量積累又不易散發(fā),使電動機(jī)溫升過高,而難以保護(hù)的問題。
基本接線圖
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保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)應(yīng)用實例
1、保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)為什么對空壓機(jī)電動機(jī)能起到良好的保護(hù)效果?以下舉例以解讀說明:
例1:空壓機(jī)電動機(jī)多次燒毀事故
故障現(xiàn)象:某鞋業(yè)公司一臺空壓機(jī)電動機(jī),在短時間內(nèi)發(fā)生兩次燒毀事故,電源開關(guān)有跳閘動作,燒毀時間都出在電源轉(zhuǎn)換場合。檢查電動機(jī)時,發(fā)現(xiàn)均有三相繞組過熱結(jié)緣碳化跡象,初步認(rèn)定為電動機(jī)嚴(yán)重過載所
致。
原因分析:空壓機(jī)屬自動檔位工作,當(dāng)電源轉(zhuǎn)換時(市電自備電),空壓機(jī)氣壓達(dá)到最大上限。由于停機(jī)時缸內(nèi)氣壓未能排放,送電時直接自行起動,氣壓高,電動機(jī)起動困難,視為堵轉(zhuǎn)故障性質(zhì)。而電動機(jī)工作電路又無合理保護(hù),只設(shè)有電源開關(guān)(斷路器)以代替。所以當(dāng)嚴(yán)重過載、堵轉(zhuǎn)故障發(fā)生時,斷路器雖然跳閘,但已為時過晚,只有燒壞電動機(jī)為代價。
改進(jìn)處理:原因明確后,更換了新型的保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用),事后遇到諸類故障,保護(hù)模塊起到應(yīng)有保護(hù)作用,避免了電動機(jī)再次燒毀。
例2:空壓機(jī)磁力啟動器的交流接觸器頻繁損壞疑案
故障現(xiàn)象:某廠一臺空壓機(jī),功率18kW,運(yùn)行一年后出現(xiàn)不能正常起動運(yùn)轉(zhuǎn)故障,經(jīng)初步檢查,發(fā)現(xiàn)接觸器主觸頭已明顯損壞,更換后幾天又出現(xiàn)同類故障,之后一個多月內(nèi)連續(xù)換過兩次。
故障分析:交流接觸器短時間內(nèi)連續(xù)損壞,這可是很不正常的現(xiàn)象,原因是什么?檢修人員仔細(xì)檢查觀察發(fā)現(xiàn),在空壓機(jī)停機(jī)瞬間,交流接觸器偶爾出現(xiàn)快速震跳,主觸頭電弧火花非常明顯。那么什么原因引起接觸器震跳,檢查測量控制回路中的接線觸點(diǎn),相關(guān)電器均無明顯故障疑點(diǎn),經(jīng)分析可能是氣壓自動開關(guān)接觸器不正常引起。
處理方法:因此類故障現(xiàn)象發(fā)生率是偶然現(xiàn)象,隱蔽性強(qiáng),難以發(fā)現(xiàn)。最后決定更換使用專用型保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)。更換后開機(jī)試驗,故障現(xiàn)象消失,經(jīng)半年使用,未出現(xiàn)類似故障現(xiàn)象。
例3:空壓機(jī)機(jī)械故障引起起動器動作保護(hù)
故障現(xiàn)象:某廠,一臺空壓機(jī),運(yùn)行中跳閘停車,故障指示“過載”,斷電延時復(fù)位后重新啟動時發(fā)現(xiàn),電動機(jī)起動困難,并有明顯的電磁和震動噪聲,很短時間內(nèi),起動器保護(hù)模塊保護(hù)動作,電源跳閘。
檢查:停機(jī)檢查,電路、電器基本正常,無故障疑點(diǎn),用人工方法轉(zhuǎn)動電動機(jī)軸,較為靈活,轉(zhuǎn)動空壓機(jī)飛輪時發(fā)現(xiàn)有傳動被卡,嚴(yán)重受阻現(xiàn)象,懷疑空壓機(jī)機(jī)械故障,拆開缸蓋,發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)活塞連桿損壞。
原因分析:空壓機(jī)發(fā)生嚴(yán)重機(jī)械損壞后,使傳動受阻,使電動機(jī)不能啟動。在保護(hù)術(shù)語上稱堵轉(zhuǎn)故障,電動機(jī)堵轉(zhuǎn)時電流大于正常起動電流,因為,起動器保護(hù)模塊有很強(qiáng)反時限特性在很短時間內(nèi)起動保護(hù)動作。堵轉(zhuǎn)視為嚴(yán)重過載故障,此類型起動器保護(hù)模塊似“過載”指示顯示表現(xiàn)堵轉(zhuǎn)。
處理:空壓機(jī)機(jī)械故障處理排除后,即轉(zhuǎn)為正常啟動運(yùn)行。
例4:空壓機(jī)頻繁起動的保護(hù)
故障現(xiàn)象:某廠一臺空壓機(jī),在運(yùn)行中多次出現(xiàn)動作跳閘,故障指示“過載”每次復(fù)位后又能重新正常起動運(yùn)行。
檢查:返修人員對電路、電器檢查、無故障損壞疑點(diǎn),對傳動部位用人工轉(zhuǎn)動,較為輕松自如,無阻礙現(xiàn)象。用鉗行萬用表測量起動電流、運(yùn)行電流,均為正常范圍,只是發(fā)現(xiàn)電動機(jī)表面溫升較高,有燙手之感覺。
故障原因分析:既然電器、電路、機(jī)械、電流都無故障疑點(diǎn)基本正常。那“過載”動作原因是什么?經(jīng)現(xiàn)場觀察,認(rèn)為是電動機(jī)頻繁起動引起的。因外圍用氣量大因此逼使電動機(jī)做頻繁起動工作。短時間頻繁起動電流產(chǎn)生的熱余量積累不能散發(fā)使電動機(jī)過熱,而起動器保護(hù)模塊設(shè)計具有熱記憶功能,能識別電動機(jī)實際熱狀態(tài),似“過載”做出保護(hù)動作。避免了電動機(jī)因過熱燒損的可能。
處理:對外圍用氣量進(jìn)行調(diào)整、控制、開機(jī)運(yùn)行恢復(fù)正常。未見頻繁動作跳閘。
2、為什么保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)能使空壓機(jī)氣壓自動開關(guān)不正常工作得以化解?
解:原熱繼電器保護(hù)控制中,氣壓自動開關(guān)觸頭與熱繼電器“95、96”觸頭是串聯(lián)接于交流接觸器回路中,當(dāng)氣壓自動開關(guān)發(fā)生不正常震跳時,有一定時差,就可以消除此類不正?,F(xiàn)象。從理論上可以利用延時原理來解決。
保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)首先用特定的接線方式,把起動器保護(hù)模塊的工作電源改接由空壓機(jī)氣壓自動開關(guān)控制。
正常工作程序流程:當(dāng)空壓機(jī)氣壓低于整定壓力下限值時,氣壓自動開關(guān)呈閉合,起動器保護(hù)模塊得工作電源,內(nèi)部控制保護(hù)帶動交流接觸器吸合,空壓機(jī)電動機(jī)起動運(yùn)行。
當(dāng)氣壓上升超過整定值上限時,氣壓自動開關(guān)觸頭閉合轉(zhuǎn)為分?jǐn)?,回路中交流接觸器同時失電釋放,電動機(jī)停止運(yùn)行,如此反復(fù)循環(huán)自動控制空壓機(jī)電動機(jī)起停工作。
保護(hù)起動器(空壓機(jī)專用)工作電源特定接線方式,目的是為了給起動器保護(hù)模塊內(nèi)部延時電路獲得放電的時間條件。所以,當(dāng)氣壓自動開關(guān)出現(xiàn)不正常震跳動作時,起動器保護(hù)模塊內(nèi)部控制延時動作。從而彌補(bǔ)改善氣壓自動開關(guān)震跳(疑是震蕩)頻率,起到穩(wěn)定電路工作。