1、故障狀況
萊鋼400m2燒結(jié)機(jī)年設(shè)計(jì)能力為392萬噸合格燒結(jié)礦，本工程于2008年10月8日開工，2010年1月15日負(fù)荷試車。其中燃料細(xì)碎系統(tǒng)配備5臺(tái)四輥
破碎機(jī)（以下簡稱四輥），驅(qū)動(dòng)設(shè)備分為上輥電機(jī)和下輥電機(jī)。在調(diào)試過程中，下輥電機(jī)采用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)運(yùn)行方式，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況正常。上輥電機(jī)采用△-YY啟動(dòng)方式，在啟動(dòng)過程中經(jīng)常出現(xiàn)異常情況，自動(dòng)空氣開關(guān)、交流接觸器燒壞嚴(yán)重，直接影響和制約著正常運(yùn)行。針對(duì)這種情況，我們對(duì)四輥破碎機(jī)存在的故障進(jìn)行了分析，排除了機(jī)械工藝設(shè)備不配套等原因，并認(rèn)真分析了故障現(xiàn)象，對(duì)電氣控制部分實(shí)施了相應(yīng)的技術(shù)改造，改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，滿足了生產(chǎn)的需要，因此我們主要討論四輥上輥電機(jī)的電氣改造。
2、工藝設(shè)備控制原理
四輥是用來對(duì)燃料進(jìn)行進(jìn)一步破碎的設(shè)備，驅(qū)動(dòng)設(shè)備分為上輥電機(jī)和下輥電機(jī)，其中上輥電機(jī)設(shè)計(jì)容量為40/5 SKW，下輥電機(jī)設(shè)計(jì)容量為90KW。上輥電機(jī)根據(jù)工藝需要設(shè)置三種啟動(dòng)方式：低速正向啟動(dòng)、高速正向啟動(dòng)、低速逆向啟動(dòng)。在原設(shè)計(jì)中，電機(jī)主回路如圖一所示，其中K01為低速正向啟動(dòng)接觸器主觸點(diǎn)， K02、K03為高速啟動(dòng)接觸器主觸點(diǎn)，K04為低速逆向啟動(dòng)接觸器主觸點(diǎn)。圖中四輥上輥所用電機(jī)M銘牌標(biāo)示為：額定功率：40/55KW;額定電流：84/99A;接線方法：△/YY。電機(jī)控制回路如圖二所示，SB11、SB12、SB13分別為低速正向、低速逆向、高速啟動(dòng)按鈕，SB2為停機(jī)按鈕；K01為低速正向啟動(dòng)接觸器輔助觸點(diǎn)，K02、K03為高速啟動(dòng)接觸器輔助觸點(diǎn)，K04為低速逆向啟動(dòng)接觸器輔助觸點(diǎn)，且所有的控制回路全部經(jīng)過PLC系統(tǒng)。
3、設(shè)備調(diào)試和故障分析
設(shè)備安裝完成即進(jìn)入調(diào)試，發(fā)現(xiàn)1#四輥電機(jī)啟動(dòng)不起來，經(jīng)查看，自動(dòng)開關(guān)出現(xiàn)嚴(yán)重的拉弧痕跡，己燒損，初步判斷是瞬時(shí)過流造成，遂檢查排除機(jī)械設(shè)備可能反卡問題，并更換自動(dòng)開關(guān)。再次進(jìn)行啟動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1#2#3#上輥電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象。只有4#5#四輥電機(jī)勉強(qiáng)啟動(dòng)起來，但仍屬于非正常啟動(dòng)狀態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，前三臺(tái)電機(jī)電氣回路中K03接觸器全部燒損。調(diào)試人員立即分析這種異常情況，首先檢查機(jī)械原因，把四輥聯(lián)軸器全部脫開，手動(dòng)盤動(dòng)電機(jī)和四輥機(jī)械設(shè)備，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，沒有出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，再次排除了機(jī)械故障。遂檢查電器元件和電氣回路，經(jīng)核實(shí)，低配室電氣回路中自動(dòng)開關(guān)型號(hào)為RMMl - 160H/3，125A，接觸器型號(hào)為A145，熱繼電器型號(hào)為TA110DU110。
首先，判斷電器元件選型是否合適及元件本身性能情況。
①判斷自動(dòng)開關(guān)選型RMMl-160H/3，125A是否合適：電機(jī)的額定電流最大值為99A大于自動(dòng)開關(guān)的額定電流125A;自動(dòng)開關(guān)的短路整定電流也能躲過電機(jī)的正常工作啟動(dòng)電流，這就排除了自動(dòng)開關(guān)選型容量不足的問題。
②判斷接觸器選型A145是否合適：接觸器主回路觸點(diǎn)的額定電流145A大于電機(jī)的額定電流最大值99A，接觸器的額定電流大于電機(jī)的啟動(dòng)電流；接觸器的電磁線圈額定電壓為220V，按電磁線圈允許在額定電壓220V的80%～105%范圍內(nèi)計(jì)算，完全與電網(wǎng)電壓相符，這就排除了接觸器的選型容量不足的問題。
③判斷熱繼電器選型TA110DU110是否合適：按照線路最大額定電流99A的1.1倍計(jì)算，計(jì)算值為108.9A小于熱繼電器額定電流110A，排除了熱繼電器的選型容量不足的問題。
④經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)，所有電器元件功能正常，設(shè)計(jì)選型符合運(yùn)行所需的條件。
其次，分析電氣回路。對(duì)照?qǐng)D一、圖二，檢查低速回路，K01、K04所在的低速正轉(zhuǎn)啟動(dòng)、低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)回路，如果在接觸器K03不閉合的情況下，完全符合相關(guān)的電氣技術(shù)規(guī)范要求。再檢查K02、K03所在的高速啟動(dòng)回路，結(jié)合圖二可以看出，接觸器K02、K03同時(shí)閉合或者接觸器K02先于接觸器K03閉合這兩種情況都能實(shí)現(xiàn)上輥電機(jī)的正常啟動(dòng)。
但是電氣元件因有其自身的機(jī)械動(dòng)作特性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和電氣回路，我們分析最可能的問題就是：
①在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于低速啟動(dòng)與高速啟動(dòng)回路之間沒有電氣連鎖，容易出現(xiàn)電機(jī)正在低速正轉(zhuǎn)時(shí)，切換高速啟動(dòng)回路這種情況，導(dǎo)致低速回路K01還沒有完全斷開時(shí)接觸器K03觸點(diǎn)閉合，接觸器K01與K03形成閉合回路，造成短路，燒損接觸器K03：
②正向啟動(dòng)后在高速啟動(dòng)切換時(shí)，接觸器K02遲于接觸器K03閉合，期間電機(jī)屬于非YY運(yùn)行狀態(tài)（相見變更原理圖1、2）造成瞬時(shí)過電流，也可能燒損接觸器K03。
這兩種情況都能導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、電機(jī)設(shè)備改造及改造后運(yùn)行情況
結(jié)合分析的原因，確定了以下改造方案：
原設(shè)計(jì)中電器元件不變，仍采用原設(shè)計(jì)類型。
②完善系統(tǒng)控制回路（如圖四），在高速啟動(dòng)控制回路中加入K01、K04電氣連鎖，即高速啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不能低速啟動(dòng)，同時(shí)對(duì)于接觸器K02、K03分別進(jìn)行控制，接觸器K02閉合，延時(shí)2s后（躲過自身機(jī)械動(dòng)作時(shí)間），接觸器K03閉合，避免接觸器K02遲于K03閉合的情況；在低速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)回路中加入K02、K03電氣連鎖，即低速啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不能高速啟動(dòng)。
5、改造后運(yùn)行情況
因此次采用的四輥電機(jī)是一種通過改變外部接線方式而改變電機(jī)功率的特種電機(jī)，與普通電機(jī)相比接線及控制方式復(fù)雜，一般在特種設(shè)備上使用。出現(xiàn)這種大面積燒損電氣元器件一般認(rèn)為屬過負(fù)荷造成，不能很好查明故障原因，頻繁更換元器件，造成很大的浪費(fèi)。到2009年12月25日，燃料細(xì)碎系統(tǒng)配備的5臺(tái)四輥的上輥電機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)全部改造完畢，改造后，四輥運(yùn)行穩(wěn)定，性能可靠，至今未出現(xiàn)任何故障，滿足了生產(chǎn)的需要。
