回转窑主驱动装置的选型与故障分析

由于直流电动机的起动力矩大，调速性能优良，一次投资费用较少，在国内水泥厂的回转窑普遍采用直流驱动装置。今天一起来了解直流驱动装置的选型和故障分析。

一、装置构成及控制原理

回转窑的主驱动装置由直流电动机和直流调速器构成。直流电动机现多采用Z4系列回转窑专用电动机，现普遍采用调压调速方式，即通过改变电枢的电压来改变电动机转速，从而改变窑转速。

直流调速器有模拟控制系统及数字控制系统。

二、选型原则

回转窑有以下特点，即：回转窑在起动时，由于自身及热工原因，所需的起动力矩较大，相应起动电流较高，但在正常运行时电流并不高。回转窑在停窑时，有回窑现象。在停窑瞬间，窑筒体由于惯性反转，窑转速从减速机侧传到电动机，电枢的速度很快，电动机瞬间做发电状态运行，如果激磁电流不变，反电势很高，在换向器表面会形成灼痕，可能会将换向器打出凹坑，对换向器的使用寿命有影响。

鉴于以上原因，回转窑直流传动，在选择直流调速装置时，对于直流电动机及直流调速装置的元器件以及控制方案均有所要求。

1、电动机选型

基于回转窑的工作特点，各直流电动机生产厂家一般都有回转窑专用的型号，如：使用较多的电机厂的ZSN4系列，该系列电动机有较好的动态性能，并有较大的过载倍数，其值可达2.5倍左右。并且，通常由于窑主机的额定转速不高，如果电动机自带风叶散热效果不好，通常需要加装强冷风机，加强冷却。

2、直流调速装置选型

直流调速装置的整流元件基本采用可控硅元件，可控硅由于自身的过流能力较差，在选型时应考虑足够的裕量。直流调速器的主要参考值如下：

a 额定电压：直流调速装置的额定输出电压一般与直流电动机的额定电压相一致。可控硅元件额定电压一般是正常工作电压峰值的2～3倍值。

b 额定电流：厂家生产的直流调速装置的额定电流一般是指装置输出的平均电流，国外品牌的元器件的过流能力一般为1.5倍，但过流能力与时间有关，选型时应注意。

三、直流驱动装置故障分析

1、电流波动，窑速不稳

由直流调速理论可知，直流电动机转速(窑速)电流与整流电压、激磁磁通都有关系，二者发生故障对窑速和电流均有影响。

a 电动机内部激磁电源线有破损，电动机运行中电动机振动有瞬时碰壳现象，电动机转矩下降，转速降低，电动机转动发生困难，现场表现为窑速波动。 实例:我厂4号窑窑速波动，时不时发生转动困难。当时一度怀疑触发装置故障，但现场检测中，触发脉冲完全正常，后拆开电动机发现是激磁线破损，处理完后开机正常。

b 调速装置整流柜上冷却风机引起振动，造成电路印制板上相关元件焊点松了，或是相关电子元件发生故障，脉冲时无，可控硅元件触发不可靠，用示波器观察会发现电压波形1个以上波头不稳定、闪动情况。

此故障我厂3、4号窑多次发生，尤其是每年夏季，天气炎热、潮湿，我厂收尘效果又太好，粉尘相对较大，对电气元件影响较大。

c 外部给定信号，电气元件接触不可靠，造成触发脉冲不可靠，引起电流和窑速波动。

2、窑速突然下降，但之后窑主机能稳定运行

造成这种情况主以下2种原因:

a 触发脉冲丢失，比如触发回路相关器件脱焊，相应可控硅回路无法导通，造成输出整流电压下降；

b 可控整流桥桥臂上可控硅元件故障，或是熔断器熔断，造成输出电压下降，常见故障有一臂、两臂及一相断开。 我厂3、4号窑曾多次发生此类故障。主熔断器熔断引发故障。

3、窑主电动机无法起动

此种情况有以下原因:

a 外部联锁控制设备故障，主电动机控制回路无法接通；

b 多个整流元件或是触发回路故障，输出电压低，整流装置提供起动电流太小，起动力矩不够，不能起动。

c 检修后触发脉冲出线接线不慎，造成可控桥整流元件触发顺序混乱，电压波形异常。