摘要：目前,电动机是使用量最大、应用最广泛的动力设备,在额定功率附近工作时,具有良好的机械特性和较高的功率因数及运行效率。本文主要介绍了电动机在多晶硅行业中的应用，主要从电动机的变频器启动及运行、软启动及数字智能综合保护器在电机控制运行中的实际应用出发，详细介绍了电动机的运行过程。其次提出了电动机常见电气故障和机械故障的类型及产生原因,以及常见故障的解决方法。
关键词：电动机 变频器 软启动 综合保护 故障处理
引言
近年来，虽说电动机的应用起步较早，但是在多晶硅行业特殊工序中的应用中面临着比较严重的挑战。多晶硅行业属于化工领域，所用到的介质比较复杂，如腐蚀性介质、毒性介质、浆料性介质等等，在多晶硅行业中用到的电动机主要有屏蔽泵，防爆型电机，隔爆型电机，变频电机等 。
本文主要从电动机的控制、启动、保护以及故障处理等方面出发，介绍电机在多晶硅行业实际中的应用。
一、用变频器控制电动机的运行
变频器是通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还具有保护功能齐全，启动性能优越，调速过程简单、平滑，自动化程度高、安全可靠等特点，变频器在电机的控制中有着广泛的应用。
综合保护器及接触器等控制器改为变频器控制为例，具体说明变频器的应用。在未改之前电动机频率是以50Hz的转速运行，由于转速较快，搅拌器内部的物料没有充分水解完成，达不到工艺所需的要求，并且对于设备本身来说，机械磨损较严重，故障率高，增加维护量。将设备控制方式改为变频器控制，并主回路串接匹配的电抗器，能抑制变频器谐波的产生，在投入后，电机工作电流下降了近30%，电机运行温度明显下降，机械磨损减少了，维护工作量也减少了，运行中发现，变频器各种保护功能可靠，消除了因电机过载或缺相运行。
变频器在控制电机时，就本单位浆料回收系统工序水解搅拌器由原先综合保而烧毁电机的现象，确保了安全运行。大致过程为：将原来的继电器、接触器及综合保护器控制改为变频器的远程控制（DCS中控）及就地控制后，带来了极大的方便，在DCS中控能够实时的观测电机电流的变化，变频器运行、停止及故障信号，以便更好的通过改变频率来控制电动机的转速，效果非常明显，随之将剩下的三台水解搅拌器也陆续改为变频器控制，满足了生产工艺上的要求。
本单位西区质检中心通风除尘除毒柜所带的电动风机采用普通的按钮接触器点动控制，风机转速无法调节，电机以额定转速运行，由于风机叶轮较大，并与管线相连，在电机维护保养，拆卸电机轴承时非常困难，在采用变频器控制风机后，风机转速直接从变频器面板旋钮调节，并且风机转速在极大多数时间是低速运行，降低了风机耗能，较少了风机机械磨损，减少了电工维护保养量，提高了通风除尘柜的使用寿命。
二、电动机的软启动方案
在使用软启动启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机也逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸及对电网的冲击。待电动机达到额定转速时启动过程结束，软启动器自动退出，用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高软起动器工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，其停车方式与软启动过程相反，电动机定子电压逐渐降低，转速逐渐降低到零，避免自由停车引起的转矩冲击。其主要保护功能有以下几点：
（1）过载保护功能：软启动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。
（2）缺相保护功能：工作时，软启动器随时检测三相电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。
（3）热过载保护功能：通过软启动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过容许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。
（4）在本位中软启动器主要应用在还原90度循环水泵、溴化锂机组水泵、氢化153工序石灰球磨机等的控制系统中，对电动机的使用充分发挥了其作用。
三、数字智能电机综合保护器在电动机中的作用
数字智能电机综合保护器具有高精度设定、节电、动作灵敏、工作可靠等优点。它通常是由外置电流传感器、比较电路、单片机、或出口继电器等几个部分组成。传感器将电动机的电流变化线性的反映至保护器的采样端口，经过整流、滤波等环节后，转换成与电动机电流成正比的直流电压信号、送到相应部分与给定的保护参数进行比较处理，再经单片机回路处理，推动功率回路，使继电器动作。其工作原理如图所
保护器除以上基本功能之外，综合保护器通过面板上的液晶显示屏，实时显示电机的工作电压和电流。具有通讯功能的数字智能电机保护器在微处理器空闲时将采集的信号通过CAN总线传至后台微机。当故障发生时，保护器迅速动作，现场保持故障类型、时间以及电机运行参数，随后通过网络向后台监控机报告。
控制室操作人员可在后台微机或保护器面板的显示屏在线检测各项参数，可以完成对保护器的各种保护整定数据的调阅，修改和整定。同时，在线检测电机的运行负载和供电电源的质量，为及早发现过载和接地故障等创造了条件。
就本单位氢化153工序石灰站多台搅拌电机，采用德力西的JD-5B电动机综合保护器，整定电流采用旋钮式调节，并且旋钮不带电流整定数字，在没有钳形表的情况下，由于没有参考点，无法调整
电动机的整定电流，当电动机的整定值调大后就起不到保护作用，先后导致两台搅拌电动机由于电机参数调整不当而烧坏，最后将德力西的JD-5B电动机综合保护器改为苏州万龙的数字智能综合保护器ST500E后，解决了综合保护器由于电机参数调整不当而烧毁电动机的故障。
四、电动机的常见故障与处理方法
（一）、电动机通电后不运转，常见的故障与处理方法大概如下：
（1）缺一相电源，此时主要检查电源回路有一相断线、断路器接线端子有一处未压紧，接触不良；
（2）定子绕组相间短路，主要查除短路点，予以修复、或重绕线圈；
（3）电源线短路或接地，消除电源短路点或消除接地。
（4）控制回路接线错误，检查并改正接线。
（5）电动机负载过大，减载或查除并消除机械故障；
（二）、电动机起动困难或在额定负载时，电动机转速低于额定转速
（1）电源电压过低，测量电源电压，设法改善；
（2）电机△接法误接为Y接法，检查并纠正接法；
（3）电机过载，进行减载或选择合适的电机；
（三）、电动机空载电流不平衡，三相相差大
（1）电源电压不平衡，测量电源电压，设法消除不平衡；
（2）绕组存在匝间短路、线圈反接等故障，消除绕组故障。
（四）、运行中电动机振动较大
（1）由于磨损轴承间隙过大，检修轴承，必要时更换；
（2）转子不平衡，校正转子动平衡；
（3）转轴弯曲，校直转轴；
（4）联轴器（皮带轮）中心未校正，重新校正，使之符合规定；
（5）风扇不平衡，检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；
（6）机壳或基础强度不够，电动机地脚螺丝松动，进行加固并紧固地脚螺丝。
五、总结
综上所说，电动机在多晶硅行业中的应用越来越广泛，地位越来越重要。在日常的运行和维护中面临着较大的困难，本文在电机的控制、启动以及维护方面做了简单的阐述，提出的常见故障和处理方法基本能保证本单位电机的正常运行，但是在电力拖动领域还有很多未知或无法解决的问题，希望本领域专业技术人员能够不断发掘好的方法，解决疑难问题，为电力拖动方面贡献自己的力量。
参考文献:
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论文作者:侯顺军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
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