同步电机频繁损坏原因分析与改进对策

       

摘 要：

    分析同步电动机运行中的故障征象，找出同步电动机频繁损坏的根本原因，针对这些原因提出了改进

同步机励磁控制系统的对策。

关键词：
　

 

 

 

 

　　同步机 运行分析 励磁装置 控制技术

　　大型高压同步电动机，由于其具有一系列优点，特别{TodayHot}是能向电网发送无功功率，改善电网

质量，在各行各业得到广泛应用。我公司球磨机用同步电动机曾在一段时期内频繁损坏，直接影响到我公司
的生产和设备的安全运行。因此正确分析判断同步电机的故障原因，并提出相应对策，就成了我们的当务之

急。

一、事故征象

　　我公司现有 16 台 1300KW/6KV 同步电动机。在 2000 年以前平均每年要出现 2～3 次电机烧损的事故。

其事故主要征象为：定子绕组端部绑线崩断，电机定子绕组过热，起动绕组笼条开焊、断裂，电机起动及运
行中出现异常声响，经常启动失败等现象。

　　尤其是在 1999 年 1 月 12 日我公司 7#同步电动机运行过程中突然放炮，造成 7#同步电动机定子线圈局

部严重烧坏，高压电缆接头烧损，电流互感器崩坏，由于 7#同步机脱扣装置拒动，保护不能正常动作，持

续大电流引起密地变电{HotTag}所密 27 选Ⅱ线保护动作跳闸，影响到选Ⅱ所带其它用电设备停机。

二、事故原因的基本判断分析

1、电机质量分析：

　　电机的正常使用寿命一般应在 20 年左右。统计我公司所损坏的同步电动机，运行寿命大多在 10 年以

下，尤其是这台 7#同步电动机大修后，投运仅 4 个月便出现了这次放炮烧损事故。

　　在事故分析中，部分电气技术人员将事故的主要原因归结到电机的大修上。这种大面积的电机损害事故，
将事故原因归结到电机质量上，我对此提出异议。建议将视线转移到对励磁系统的分析上；事实证明，电机

修理厂在电机返修中对其重点部位进行了种种加强措施，甚至于提高了绝缘等级，但效果并不显著。损坏事
故仍不断出现。

2、励磁系统原因分析：

　　针对同步电动机起动运行过程中发生异常声响、电机定子绕组过热、起动绕组笼条开焊、断裂等诸多现
象，在排除电机质量原因引起事故的条件下，有必要对现行的励磁系统进行合理的分析，从而找出电机频繁

损坏的真正原因：励磁系统设计不合理。

三、励磁系统存在的主要问题与电机故障原因的内在联系

1、励磁装置起动回路设计不合理，使同步电机经常处在脉振情形下起动。

原主电路为桥式半控励磁装置，其原理图如图 1 所示。

　　电机在起动过程中，在转子线圈内将感应一交变电势，其正半波通过 ZQ 形成回路，产生+if；而其负

半波则通过 KQ 及 RF 形成回路，产生-if。由于负载电路不对称，形成+if 与-if 电流不对称，if 曲线如

图 2 所示。电机定子电流因此也产生强烈脉振，其曲线如图 3。电机因而遭受到脉振转矩的强烈振动。造成

整个厂房大厅内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失。

　　另一方面，由于装置采用的是 KGLF-11 型老式励磁装置模拟控制，其投励检测元件老化，检测不准确，

导致投励时间变化，对电机启动造成很大影响。随着电机起动过程滑差减小，转子线圈内感应电势逐步减小，
当转速达到 50％以上时，励磁回路感应电流负半波通路不畅，将处于时通时断，似通非通状态，形成+if

与-if 电流不对称，由此形成脉振转矩，造成电机产生强烈振动。有时在运行中受灭磁插件分立元件性能的

影响，灭磁晶闸管 KQ 误导通，灭磁电阻发热烧红冒烟。它只有一个高导通电压，电机起动时，特别在转子