摘 要：结合煤矿主通风机装置的实际情况，并运用电机拖动的基本原理，对电机超功率运行进行全面系统地分析和探讨，提出了故障的危害性和预防措施，保证电机正常负载，以确保煤矿主通风机长期、安全、高效地运行。
关键词：主通风机；电机；超功率；预防措施；
中图分类号：TD821 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-09-00-02
煤矿主通风机担负着排出井下有害气体、不断往井下输送新鲜空气的重任，直接决定着矿井能否实现安全生产，而作为通风机原动力的电机，起着至关重要的作用。作为连续运行的大能耗设备，电机超功率故障往往会被矿井负责监视通风机运行的技术人员所忽略，尤其是小煤矿，由于没有进行仔细的检测检验，工程技术人员常面临此类问题，整改起来也比较棘手。
根据电机过载能力特性，在额定电压和额定频率下，异步电机应能承受1.6-2倍额定转矩作用15S而不被损坏，并在逐步增加转矩时，不致出现堵转或转速突降现象。所以，分析各种故障的诱因，及时采取措施，是很重要的。
下面以大雁集团公司雁南矿主通风系统为例，做以简要说明，主通风机（主扇）原理如图1所示。
对旋式主通风机两台，型号为BD—Ⅱ—6—№23，每台主通风机电机功率为2×185kW，额定电压380V。工作状态为一用一备，两台交-直-交电压型变频器可通过转换开关分别控制两台主通风机，正常运行时两台变频器分别控制主通风机的前机和后机，使主通风机调速运行。由于主通风机按矿井最大用风量选择，所以矿井投产初期用风量远小于主通风机所能提供的风量。目前雁南矿采用单主通风机单电机变频控制方式，根据矿井用风量调整变频器输出（变频输出0～50 Hz可调，输出频率降低的同时输出电压也降低，已经历27Hz、44Hz等变频输出状态），调节主通风机转速，既满足了矿井需要，也克服了大量电能浪费的问题。同时现场调整方便、灵活，减轻了调试的工作量，使用效果非常好。
一、电机定子缺相运行
当电机电源或定子绕组断开一根甚至两根时，既为电机定子缺相运行。
（一）定子△形接法缺相运行：主要存在下列故障。
（二）定子Y形接法缺相运行：正常Y形接法的定子在运行时，无论是一相绕组断开，还是一相电源断开，都形成另两相反串联，接在电源单相线电压Ue下，每相绕组承担的电压为0.5Ue。
二、电能质量差
（一）电网电压不对称：在三相三线网络中，不对称的三相电压不含零序分量，各相电压分别由正序分量和负序分量叠加而成，即
增加时，电机激磁电流增加，定子的铜损、定子和转子的铁损也要加大；此外，电网交流电频繁增加和高次谐波磁场引起定子、转子和铁芯中的铁损加剧，都将直接引起电机超功率。
为防止因电能质量差而引起故障，可设置温度检测功能的保护装置，将双金属片式热继电器直接埋入电机绕组中。当不对称电流引起电机过热，使电机绕组温升到接近极限值时，双金属片受热弯曲，触点断开，切断电源。
三、电机频繁起动或堵转
当电机起动时，起动电流是额定电流的5-7倍，将产生大量的热，由于起动时间短，几乎不存在散热过程；如果起动过于频繁，则会引起大部分热储存在绕组中，致使电机处于超功率运行状态。
当电机堵转时，相当于电机要长时间受5-7倍额定电流的作用，电机急剧发热，温度迅速上升。一般电机允许堵转时间为5-10S，因此，如果不及时处理电机堵转，则可能烧毁电机。
控制起动次数，即可避免因频繁起动而产生超功率故障。而堵转时，电机会发出异常响声，并且震动速度会明显变大。防止因电机堵转而产生超功率运行，需定期或当发生故障后立即检查电机定子、转子和轴承，将故障或损坏件更换或重新进行装配，从而确保电机安全运行。
四、其它人为因素或机械故障
（一）绕组接线错误 误将星形接成三角形，或误将三角形接成星形，均可导致故障出现。（二）通风机机械故障通常有通风机叶片卡紧，使阻力增加；或传动机构过紧，驱动设备调节不正确、误操作、润滑不当等。此类故障完全是由于外界机械过载而引起的。（三）电机轴承损坏 轴承磨损过大或损坏，严重时使转子与定子相碰，形成附加阻力矩，导致电机定子电流增加。
防止绕组接线错误，只需在安装电机时，细心工作即可。避免机械故障，则需要对风机、传动机构、驱动设备、轴承等进行定期或不定期地检查、维护和保养，并作好润滑工作。
五、通风机引风巷道原因
通风机引风巷道跨塌而堵塞，造成巷道截面积过小或弯道过急，从而增加了通风阻力，导致电机过负荷。
在矿山设计、建设和开采过程中，尽量减少弯道，避免引风道形成直角或锐角，并扩大巷道截面，从而使通风阻力降低至较小，确保电机长期在节能状态下高效运行。
参考文献：
[1]《电工学》 1999 秦曾煌
[2]《矿山大型机电设备测试技术手册》1998陈维键 傅运刚 李功熹等
[3]《GB 156-93，标准电压》
[4]《GB 1032-85，三相异步电动机试验方法》
[5]《GB 12497-1995， 三相异步电动机经济运行》
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