1、電磁制動器故障分析及處理方法第27卷增刊(1)2008年10月四川水力發電SichuanWaterPowerVo1.27,Supplement(1)October.,2008電磁制動器故障分析及處理方法吳報發,葉鵬,侯樹林(國電大渡河流域檢修安裝分公司,四川樂山614900)摘要:制動器的可靠性直接影響人身和設備的安全,故對其可靠性的要求特別高.但目前投入使用的電磁制動器故障較多,結合銅街子水電站機組進水口卷揚啟閉機12臺電磁制動器檢修的實踐,詳細分析了啟閉機電磁制動器在生產實際中出現的機械和電氣故障原因,并提出了相應的檢修處理方法.關鍵詞:電磁制動器;故障分析;處理方法;銅街子水電站中圖分類

2、號:TV734;TV737文獻標識碼:B文章編號:1001-2184(2008)增1-0110-041前言銅街子水電站位于龔嘴水電站下游33km處,是大渡河流域梯級開發規劃建設的最末一級電站,共有4臺軸流轉槳式機組,機組進水口共安裝l2臺1×160t固定式啟閉機.電磁制動器由于裝卸方便,結構緊湊,操作方便,可靠性高等特點,廣泛用于銅站水工啟閉機的制動系統.電磁制動器主要由制動輪,制動彈簧,拉桿等機械部分和電磁鐵,電磁線圈等電氣部分組成.無論是機械還是電氣元件都可能引起的故障造成了制動器動作遲緩,動作錯亂,特別是在下降過程中的制動失靈,引起的溜鉤是起重機械的常見故障,也是發生人身傷亡事

3、故及設備事故的重要因素之一.電磁制動器故障原因具有突發性,隱蔽性,而且涉及到的機械和電氣元器件比較多,給故障診斷和排除帶來一定的困難,因此,在檢修時必須在弄懂其工作原理的基礎上正確分析故障原因,才能保證檢修的質量.2工作原理電磁制動器在銅街子水電站機組進水口1×160t固定式啟閉機上得到了廣泛應用.水電站進水口65t一5.1×1535m工作閘門的啟閉,目前主要采用的是QPQ系列1×160t卷揚固定式啟閉機.制動器型號為JCZ400/45C-1600Y,電磁鐵為MZS1-45C,電磁線圈SBEC226的主要參數為:220V;匝數:248;0.6n;TD40%.制動器

4、主要由拉桿,主彈簧,制動瓦,制動輪支桿等機械零件和電磁鐵,電磁線圈等電氣元件組成,其結構收稿日期:2008-08-28皿SichuanWaterPower和線圈接線情況見圖1.電磁制動器是啟閉機上的重要部件之一,在起升作業中,它可以使重物懸停在空中某一位置,或使運轉著的機構降低速度,以至最后停止運動;也可根據工作需要夾持重物運行;還可以通過控制制動力與重力平衡,使重物以恒定速度下降.銅站1×160t卷揚固定式啟閉機的制動器為常閉式,制動器經常在彈簧力作用下處于合閘狀態;當啟閉機起動時,電磁鐵克服彈簧力并使之松閘.其制動力產生原理見圖2.具體制動過程為:制動器上閘靠主彈簧(4)和拉桿(

5、1)使左,右制動臂(8,9)上的左,右制動瓦塊(5,6)壓向制動輪.螺母(3)的作用是緊鎖主彈簧調整制動力矩.調整螺母(10)可以使兩塊閘瓦退程相等.當接通電流時,電磁鐵的銜鐵吸向電磁鐵芯(13),壓住推桿(1),進一步壓縮主彈簧(4),左制動臂(8)在電磁鐵重量產生偏心壓力作用下向外擺動,使左制動瓦塊(5)離開制動輪,同時使右制動臂(9)及其上的右制動瓦塊(6)離開制動輪,從而實現松閘.斷開電流時,上閘動作過程相反.3故障分析與處理方法電磁制動器使用幾年后經常會出現啟閉作業時制動器失靈,閘門出現自動下滑(溜車)或松閘延遲動作等現象,嚴重影響啟閉設備的安全性和可操作性,因此,必須予以高度的重視

6、.制動器故障主要有以下幾種類型:斷電時停止,閘門自動緩慢下落或吊鉤快速下落,制動器嚴重失靈;通電時,制動器制動瓦不松閘或延遲松閘;制動器工作時電磁回路吸合時有振動和噪聲.下面就電磁制吳報發等:電磁制動器故障分析及處理方法2008年增刊(1)接觸器1.拉桿2.螺母3.螺母4.主彈簧5.左制動瓦6.右制動瓦7.制動輪8.左制動臂9.右制動臂l0.調整螺母l1.支桿12.電磁鐵l3.電磁線圈14.底架圖1銅站電磁制動器結構和線圈接線示意圖圖2電磁制動器制動力產生原理圖動器的常見制動故障,從機械方面和電氣方面進方面探討,以完成制動器機械部分的檢修.行分析處理.3.1.1制動器未調整好而導致制動故障3.

7、1機械故障分析(1)制動器未調整好,主彈簧過松,制動力矩由于機械方面的原因可能導致制動器通電后達不到要求而導致制動失靈時,在調整抱閘時,應不動作或打不開閘,制動器抱不住閘,抱閘不靈按照檢修操作規程的要求調整好.常見JCZ型制(制動慢),制動瓦塊磨損甚至燒毀,振動響聲大動器制動參數可參考以下數據(表1).等故障.對于機械故障的分析和排除主要從三個(2)調整桿將電磁鐵上的銜鐵頂的過高,超表1JCZ制動器的制動參數表過了應調整的范圍,造成了銜鐵和鐵芯吸合時,電磁鐵的吸合力小于頂桿的推力,從而造成銜鐵和鐵芯吸合不到位,電磁鐵動鐵芯的行程不夠,制動器的制動力矩過小,閘瓦打不開.這種故障的解除只需調整電磁

8、鐵的行程即可.(3)由于平常在檢修調整過程中的不規范,造成電磁鐵和鐵芯長期處于一個不規范的拍合過程,因而使電磁鐵上的銜鐵和鐵芯吸合的接觸面SichuanWaterPower皿第27卷總第122期四川水力發電2008年10月形成了一個斜面或凹面,從而使兩個接觸面吸合時不能完全接觸,造成制動瓦不能完全打開.這種故障在實際維修中是不好排除的,因為在銜鐵和鐵芯的平面上找不到一個基準面,要想把兩個面通過刨床刨平,或利用銼刀磨平,使兩個平面完全吻合是很困難的,所以,一般情況下都是采用更換新的電磁鐵的方式進行維修.(4)制動輪的制動表面沾有油污時,摩擦阻力減少,抱不緊閘,產生溜鉤,應使用煤油清洗制動輪.3.

9、1.2制動器機械零件損壞導致制動故障(1)制動輪摩擦表面出現深度在0.5mm以上的環形溝槽時,使制動輪與摩擦片的接觸面減小,導致制動力矩降低而溜車.因此,應卸下制動輪進行磨削加工,同時更換閘瓦和閘輪,不必再經淬火熱處理.(2)制動器電磁鐵芯上有一個閉合環,它是由一根鋼絲制成的.由于電磁鐵長期拍合震動和磨損,造成閉合環斷裂,閉合環斷裂后造成電磁場紊亂,從而造成銜鐵和鐵芯吸合不緊,兩接觸面產生了空氣,因而制動失靈.只要把閉合環斷裂處連上,使兩接觸面在接觸時能完全吻合,故障就會自然排除.(3)由于機械使用年限過長,長期的振動磨損和反復修理造成制動力矩變小或失去制動力矩,如主彈簧斷裂損壞,制動臂銷軸磨

10、損嚴重,制動瓦中部磨損的厚度超過原制動瓦厚度的1/2,邊緣部分磨損厚度不應超過原厚度的2/3,制動輪在直徑方向上的磨損超過34mm等,此類故障只需更換損壞的部件即可排除故障.3.1.3制動器杠桿系統卡住導致制動故障的發生(1)制動器杠桿系統中機械部分卡住,轉軸生銹或歪斜,導致制動器的開啟和閉合動作緩慢,或者不動作.檢查時用手或其他工具推動銜鐵時,動作應靈活自如,無卡滯現象.若手松開后還不能迅速復位,就應進行拆檢,清洗轉軸及支承桿,必要時調換配件.組裝時應裝正,保持轉軸轉動靈活.(2)電磁鐵上固定銜鐵的銷軸或孔磨損過大,銜鐵和鐵芯吸合后產生抖動也會造成響聲或卡阻.只要將銜鐵上的銷軸孔進行重新加工

11、,再配上合適的銷軸,故障即可排除.咂SichuanWaterPower3.2電氣故障分析3.2.1線路設計不合理導致制動失靈制動器電磁線圈電源與電機電源接線線路設計不合理也可能導致制動失靈.圖3中的a圖,接線簡單,停止或事故斷電時,電磁鐵能自動斷電,制動器上閘;但當電機故障,接觸器動作會引起制動器動作,閘門在自重的情況下下滑,可能導致底坎,閘門等機電設備損壞.b圖中的接線將制動器電源的一相電源從電機定子的一相引入,可以避免此故障.c圖中的接線將制動器接線改為單獨供電,增加接觸器KM2控制,KM1,KM2同時動作,可以避免電機的慣性向制動器供電,或者電磁線圈剩磁使制動器延時制動(即會出現溜鉤).

12、d圖中的接線復雜,但制動安全可靠性高,在回路中并接電容器,可提高制動速度,加快制動,當制動器通電工作后,電容c被充電,制動器斷電后,此時可利用電容器放電電流對制動器電磁線圈提供反相電流,產生一個排斥力,使電磁體中的銜鐵和鐵芯分離,從而提高制動速度,解決溜鉤問題.e圖中的整流和續流作用合在一起提高了輸出直流的電壓平均值,保證了制動器的正常工作.此接線安全程度高,但對電氣元件的要求也高,同時還可能增加檢修工作量.圖3電磁制動器接線線路圖3.2.2電磁線圈故障導致制動失靈(1)電源正常,銜鐵吸合不上.故障原因大多為線圈損壞或機械部分卡阻.排除卡阻原因后,可用歐姆表測量線圈電阻,如電阻很大,超過數兆歐

13、或電路不通,說明線圈斷路;電阻很小,僅有數歐或零點幾歐時,可能是線圈短路或燒毀.(2)線圈接線端子接觸不良,造成線圈開路,可用萬用表歐姆檔測量檢查,若接線螺釘松脫應制翟器線圈R吳報發等:電磁制動器故障分析及處理方法2008年增刊(1)緊固,若線圈斷線則應更換.(3)電源電壓太低,低于額定值的85%,可能造成電磁體不能正常吸合.由于此時制動器銜鐵吸合不上,線圈回路電抗值較小,電流過大會造成電磁線圈的燒毀.檢查電磁線圈接線,調整電壓至正常值.(4)線圈冒煙或發熱嚴重.造成此故障的原因有電源電壓與線圈的額定電壓不符,電磁線圈受潮,引起絕緣不好或漏磁,線圈匝間出現短路現象.檢修時可調整電壓至正常值,烘

14、干線圈使絕緣電阻值恢復到0.5MO以上,同時也可斷開線圈電源進線A1,B1,C1,將線圈中原來的或Y型接線改為線圈串聯的接線方式通人電流,使線圈發熱去潮,并且在一定程度上破壞線圈的剩磁磁路,一舉兩得,具體的電路接線見圖4,若線圈損壞嚴重可更換線圈.圖4通電去潮和退磁接線不意圖3.2.3磁路故障導致制動失靈.磁路故障可能是被油污粘住或剩磁的原因,使銜鐵不能釋放.區分這兩種情況的方法是:在確定是電氣部分故障后,將制動器拆開,看鐵芯端面上有無油污:有油污則說明鐵芯被粘住,無油污則可能是剩磁作用.造成油污粘住的原因多數是在更換或安裝制動器時沒有把鐵芯端面的防銹凡土林油擦去造成的.剩磁造成制動器不能釋放

15、的原因是長期運行將E形鐵芯兩邊的端面磨損過多,使去磁氣隙消失,剩磁增大,線圈斷電后電磁銜鐵落不下或遲緩落下.對于電磁鐵有剩磁的故障,可拆卸下電磁鐵,將其烘烤加熱到200C高溫退磁.4結語為了減少排除故障時的盲目性,減少拆卸零部件的數目,在檢修時制定了以下排除故障的檢修程序:(1)電動機是否工作正常?(2)制動器外觀檢查,有無焦味和冒煙等異常現象?(3)制動器各活動機構檢查,動作是否靈活?(4)制動輪與制動瓦間隙檢查?(5)電磁線圈外觀和接線檢查,有無接線錯誤和發熱現象?(6)電磁線圈電壓檢測,電壓是否正常?(7)磁路檢查,電磁鐵有無剩磁?總之,當制動器出現故障時,不要盲目進行處理,應按照&qu

16、ot;先機械后電氣,先外后內,先重點后一般"的順序分析和解決問題.一般先檢查制動器外觀情況,檢查磨損,斷裂情況,對于元器件內部磨損引起的故障,要先弄懂原理后再作針對性的檢查,通過對制動器更加深入的了解和掌握,不斷提高檢修技術和工作能力,才能更好的解決好制動器故障,提高檢修技能水平.參考文獻:1高聯輝.磁路和鐵磁器件M.北京:高等教育出版社,19822倪光正.工程電磁場原理M.北京:高等教育出版社,20023王兆安,黃俊.電力電子技術(第四版)M.北京:機械工出版社.2000作者簡介:吳報發(1966.),男,重慶萬州人,機電三部副主任,工程師,從事水電廠機電設備檢修安裝技術及管理工作;葉鵬(1982-),男,湖北黃崗人,助理工程師,學士,從事水電廠機電設備檢修安裝工作;侯樹林(1955一),男,四川樂山人,高級技師,從事水電廠設備檢修安裝工作.(責任編輯:李燕輝)青海電網將逐步推行無人值班青海省電力公司堅持"以人為本"的理念,結合自身條件,逐步推行無人值班,繼2005年l2月30日首次實現青藏線3個110kV無人變電站至今,已有19個11