摘要：现阶段，随着我国综采工作面自动化水平的不断提高，工作面大型机电设备的应用类型和数量也在不断增加。为了适应综采工作面的机械化水平，对综采工作面的机电设备的电气控制水平和机电设备安全性也提出了更高的要求和挑战。其中，机电设备运行安全性很大程度上决定于其电机的可靠性。根据《煤矿安全规程》规定可知：综采工作面的低压馈电线应带有漏电闭锁的捡漏保护装置和选择性捡漏保护装置。
关键词：矿用电机设备；常见故障；维修监测系统研究
引言
随着当今社会经济的不断发展和社会的快速进步，工业生产设备也在逐渐改朝换代，电动机成为煤矿产业不可缺少的动力设备，但是在工作过程中会出现各种故障，为了使电机设备正常工作，保证生产的安全性，因此，提出矿用电机设备常见故障及维修监测系统研究。本文介绍了矿用电机设备的常见故障类型和发生故障的原因，设计一套矿用电机设备维修监测系统，通过传感器和磁粉制动器的设计，实现矿用电机设备维修监测系统的硬件设计；通过监测系统的测试原理研究了监测系统的结构，实现了矿用电机设备维修监测系统的软件设计，保证了矿用电机设备的高效安全运作。
1系统原理
某电机保护装置集成了电流传感器、信号变送器、漏电流检测等元器件的功能，可以独立完成电流、电压、线圈的对地电阻、线圈的绕组温度信号的采集。由PIC16系列单片机、放大和滤波电路、光电耦合电路、MAX7219系列数码管显示电路等电子电路组成，系统原理框图如图1所示。
某电机保护装置通过接线将电机的电流信号、温度信号、电压信号、对地阻值采集到电机保护装置中，滤波、放大、数模转换电路将采集到的信号处理成PIC单片机可以接受的标准二进制信号，而当采集到的信号出现如下情况时，PIC单片机会输出一个数字量的信号，通过光电耦合电路隔离后控制中间继电器的线圈，进而切断电机的供电电源：当电机的实际电流达到电机额定电流的1.5倍、3倍、6倍、8倍时，分别执行延时20min、4min、5s、0.4s后；当电机的温度开关动作或者预埋PT100电阻值达到158Ω（即：电机温度150°）时；当电机的实际电压超出85%～115%额定电压时；当电机启动线圈绕组对地电阻值小于22kΩ时。电机因上述故障被切断电源后，在电机保护装置数码显示窗可以看到显示的故障代码，通过故障代码可以得知电机发生的故障，并且该故障可具有锁定功能，必须通过控制按钮复位后才能进行下次电机启动操作。
2矿用电机设备常见故障
2.1机械故障
在矿用电机设备中，电机抱轴问题是机械故障中最常见的故障现象。电机抱轴是由于电机轴承在工作时受到外力或其他因素的影响，导致内外圈与滚动体和保持架之间运行受到阻碍、不畅通，电机壳和轴承组合在一起，使轴承无法正常转动。如果电机设备的轴承中出现杂物，其声音会变得杂乱不清晰且会出现很重的杂音，当出现上述情况时，需要将电机拆卸下来进行检查。首先，检查电机设备的轴承是否有被杂物磨损的痕迹，然后将手与轴承内圈接触，将拆卸下来的轴承放平，转动轴承，如果轴承的外钢圈可以平稳转动，且在转动过程中没动晃动、顺利转动，说明轴承没有损坏；如果轴承转动停止后不再继续倒退，说明电机的轴承已损坏，需要及时更换轴承；其次，用两只手分别握住轴承的内外圈，右手转动轴承的内钢圈，如果转动没有受阻，说明轴承受损严重。电机设备的轴承在运行过程中，润滑油如果质量差或添加不及时，会是轴承的内外圈和滚珠之间产生摩擦，导致轴承受到磨损。
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2.2电气故障
挖掘矿山的过程中，电机设备大多数时间都处于潮湿的环境中，电气内部经常出现水和灰尘等杂质，即使电机内部有绝缘材料，但是经过高温或环境恶劣时，就会导致电机线圈烧坏从而工作能力下降。频繁的开关电机或者工作电流超载都会造成电机设备线圈烧坏，工作人员在使用电机设备时有时会强行启动，导致电流负荷超载损坏线圈，如果挖掘过程中遇到坚硬的岩石，就会加重电机负担烧坏线圈，从而使电机停止工作。
3矿用电机设备维修监测系统硬件设计
矿用电机的维修监测系统主要针对矿用电机设备的绝缘状况进行随时监测，并对发生故障的电机设备进行维修，维修监测的内容包括：矿用电机设备内部绝缘体的老化程度、是否有漏电现象和电压是否稳定等。
3.1电机设备维修监测系统的测试原理
电机设备维修监测系统是靠矿区的传感器进行数据采集，根据维修监测的对象不同需要采用不同类型的传感器采集数据，维修监测的因素包括：温度与湿度、电机频率等。这些参数经过电机内部的电路转换，首先进行预处理，然后完成远程的运输，最后根据测量值的变化曲线完成维修监测工作，这一流程也是电机设备维修监测系统测试的基本原理。
3.2矿用电机设备维修监测系统的构成
本文研究的维修监测系统主要针对矿用电机设备，对其电容器、电流电压互感器、主变铁芯、电机内部绝缘体的老化程度等进行监测，主要的监测项目包括介质损失角、电机频率、等值电容和泄露电流等。在监测原理和系统结构上，本文的维修监测系统在传统的监测系统基础上做了更新，结构上采用分层式系统，利用光纤技术使得监测系统的抗干扰性和稳定性取得更好发展，满足矿区需求，提高监测水平。矿用电机的维修监测系统实现了对绝缘参数的采集与记录，有利于现场施工，整个系统的核心采用微处理器技术，包括数据的采集、通讯和故障诊断三个模块，传感器将数据进行采集模块处理后，通过网络传输到监控站，从而达到对数据的分析、读取和储存。
3.3回路的校验
首先，需对回路中的可调电阻R47的阻值进行确定。具体步骤如下：第一，为改造后的回路提供36V的电源，对改造后回路的漏电保护、过流保护以及短路保护等功能进行试验；第二，在33号线电压值为1140V的端口与L9号端口之间串接一个阻值为40kΩ的电阻，若此时保护器能正常动作，则不需调整R47的阻值；若不动作则需调整R47的阻值，并反复试验直到保护器在能正常动作。对于33号线电压值为660V状态下R47的确定同样采取如上步骤，不同的是其中串接电阻的阻值为22kΩ。其次，将上述步骤中确定可调电阻阻值的保护器安装于开关中，并将改造后保护器中的L9号端口接地，验证步骤1中确定的R47是否可行。具体验证标准为：当R47阻值合适时，一旦开关被启动，其开关保护能正常动作，但不会吸合；将回路中串接的电阻去掉后，开关保护能够正常吸合。为了确保改造后回路能够发挥其漏电闭锁功能，需将上述步骤重复多次，以确保R47阻值的精确性，确保其电机漏电闭锁功能能够及时、准确地反应。
结语
本文通过矿用电机的常见故障研究一套符合工业安全生产的矿用电机维修监测系统，此监测系统可以加强电机设备的日常维护和保养，当矿用电机设备出现故障时，能够快速查找出故障原因并及时解除故障，从而缩短停产的时间，保证生产的安全性。
参考文献：
[1]刘彬.船用三相异步电动机常见故障的检查及维修[J].中国新技术新产品，2018（2）：45-46.
论文作者:曾伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/10
标签：电机论文; 监测系统论文; 轴承论文; 阻值论文; 设备论文; 故障论文; 线圈论文; 《基层建设》2019年第18期论文;