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1、某船電動(dòng)錨機(jī)自動(dòng)反轉(zhuǎn)的原因分析-機(jī)械制造論文某船電動(dòng)錨機(jī)自動(dòng)反轉(zhuǎn)的原因分析勞子原吳子平（92569部隊(duì)，海南三亞572021）摘要：介紹了一起船舶電動(dòng)錨機(jī)自動(dòng)反轉(zhuǎn)事件，分析了故障原因，提出了船舶電動(dòng)錨機(jī)使用建議，以期為船舶電動(dòng)錨機(jī)使用管理提供參考。關(guān)鍵詞：船舶；電動(dòng)錨機(jī)；反轉(zhuǎn)；單相運(yùn)行；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；外加負(fù)荷0引言某船在海上起錨時(shí)，三相交流電動(dòng)錨機(jī)在三擋起錨運(yùn)行過程中，電動(dòng)機(jī)突然自動(dòng)反轉(zhuǎn)，由電動(dòng)起錨變?yōu)殡妱?dòng)拋錨狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常后，操作手立即將操縱手柄拉到停止，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查電動(dòng)機(jī)溫度無異常上升，發(fā)電機(jī)監(jiān)控部位沒有觀測(cè)到輸出負(fù)荷的明顯突增現(xiàn)象。將錨機(jī)在空載時(shí)反復(fù)試驗(yàn)
2、，均能正常動(dòng)作，一、二擋時(shí)電動(dòng)機(jī)工作電流正常，三擋時(shí)操縱臺(tái)電流表顯示比平時(shí)稍大，各擋位電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音正常且溫度無異常上升現(xiàn)象。1故障分析與排除該船使用的三相交流電動(dòng)錨機(jī)主要由一臺(tái)鼠籠式三速交流電動(dòng)機(jī)及減速齒輪箱構(gòu)成，正常情況下通過改變輸入電源的相序來實(shí)現(xiàn)錨機(jī)的正反轉(zhuǎn)（電動(dòng)起、拋錨），造成錨機(jī)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)異常反轉(zhuǎn)的原因，可以從內(nèi)、外兩方面去考慮。1.1外因分析當(dāng)外加負(fù)荷過大（如起錨過程中在錨鏈拉直時(shí)突遇大浪將船艏大幅抬起），反向拖曳力矩超過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及各種摩擦阻力矩時(shí)，錨機(jī)會(huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，這種情況可以通過一些明顯特征來判斷：如果電動(dòng)機(jī)本身無故障，且輸入電源正常，則電動(dòng)機(jī)輸
3、入電流會(huì)激增至過載，在電站上也容易造成較大沖擊，過載保護(hù)電路也會(huì)動(dòng)作。而且，對(duì)于正常錨機(jī)而言，外加負(fù)荷過大造成電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)不會(huì)是連續(xù)的，只要外力減小到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以下，電動(dòng)機(jī)就會(huì)正轉(zhuǎn)。1.2內(nèi)因分析（1）在電動(dòng)機(jī)無故障且輸入電源正常的情況下，要實(shí)現(xiàn)自主反轉(zhuǎn)，只能通過改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，即變換定子的輸入三相交流電相序來實(shí)現(xiàn)。只要輸入定子繞組的電源相序不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不應(yīng)發(fā)生改變。（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸入電源缺相時(shí)，三相交流電動(dòng)機(jī)變得等同于單相電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組無論是星形連接法還是三角形連接法，當(dāng)輸入電源缺相時(shí)，接通電源后，流經(jīng)定子繞組的是單相
4、電流，它們的相位相同，在氣隙中只能建立脈振磁場(chǎng)，并產(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)。一個(gè)脈振磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)以下情形：如果通電前電動(dòng)機(jī)處在停止?fàn)顟B(tài)，缺相通電時(shí)，正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反，彼此抵消，因此電動(dòng)機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，合閘后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)并伴有嗡嗡聲，此時(shí)電流很大，如果不及時(shí)斷開電源，則有可能燒毀電動(dòng)機(jī)。如果電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)缺相，正向磁場(chǎng)產(chǎn)生的力矩被反向磁場(chǎng)產(chǎn)生的力矩部分抵消，相對(duì)于三相正常運(yùn)行而言，缺相（單相）運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)承載能力大幅下降，如果電動(dòng)機(jī)處在輕載狀態(tài)，則其還可以繼
5、續(xù)運(yùn)行，如果重載運(yùn)行，則極有可能引起電動(dòng)機(jī)過載，電流大幅增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。1.3內(nèi)、外因綜合分析假定電源輸入相序沒有變化，則運(yùn)行中的三相電動(dòng)機(jī)在沒有輸入反轉(zhuǎn)指令的情況不會(huì)自行反轉(zhuǎn)；即使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中定子繞組缺相，在沒有外部強(qiáng)制力矩的干擾時(shí)，也不會(huì)自行反轉(zhuǎn)，因此，排查方向應(yīng)該從綜合因素入手。下面通過借鑒單相電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的原理，來分析三相交流電動(dòng)機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)自動(dòng)反轉(zhuǎn)的可能性。實(shí)踐中單相電動(dòng)機(jī)為解決無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的問題，通常會(huì)采用在定子中加入啟動(dòng)繞組、接入電容器等方法，使主繞組與啟動(dòng)繞組間產(chǎn)生相位差，這樣可使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩
6、。對(duì)于無啟動(dòng)繞組或沒有接入電容器的單相電動(dòng)機(jī)（例如啟動(dòng)電容損壞后的吊扇電動(dòng)機(jī)），停止?fàn)顟B(tài)下通電是沒有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、無法轉(zhuǎn)動(dòng)起來的，但只要給予一正轉(zhuǎn)初始速度（如用外力撥動(dòng)），則電動(dòng)機(jī)開始正向旋轉(zhuǎn)；相反，只要給予一反轉(zhuǎn)初始速度，則電動(dòng)機(jī)開始反向旋轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)缺相后，在等效繞組構(gòu)成上與無啟動(dòng)繞組或沒有接入電容器的單相電動(dòng)機(jī)相似，因此，只要給予一正轉(zhuǎn)初始速度，則電動(dòng)機(jī)能正向旋轉(zhuǎn)；相反，只要給予一反轉(zhuǎn)初始速度，則電動(dòng)機(jī)也能反向旋轉(zhuǎn)。對(duì)于三相交流電動(dòng)錨機(jī)而言，電動(dòng)機(jī)缺相時(shí)在停止?fàn)顟B(tài)下通電是不能產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的。出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中由正轉(zhuǎn)（起錨）自動(dòng)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的情況，除了輸入電源可
7、能突然反序的原因以外，還可能是由于反向外力矩超過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩且定子繞組有一相缺相，在這種情況下電動(dòng)機(jī)也是可以由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的。這一可能性存在的現(xiàn)實(shí)依據(jù)是：起錨時(shí)的海區(qū)涌浪較大，船頭上下起伏幅度大，錨鏈拉直且船頭抬起時(shí)，作用于錨鏈上的拉力瞬時(shí)劇增，如果此時(shí)電源缺相，電動(dòng)機(jī)變?yōu)閱蜗噙\(yùn)行，輸出扭矩大幅下降到小于錨鏈拉力產(chǎn)生的反力矩，加上運(yùn)行狀態(tài)下電磁剎車松開，則電動(dòng)機(jī)會(huì)在外力拉動(dòng)下反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)后，缺相電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩反而與錨鏈拉力矩方向一致，因此電動(dòng)機(jī)運(yùn)行負(fù)載變輕，從電流表上觀察到的電流較小。1.4實(shí)際檢查及排除故障情況檢查電動(dòng)機(jī)繞組，正常；檢查操縱臺(tái)內(nèi)各部件，正常；檢
8、查控制箱內(nèi)
