师永森 曹小伟

内容摘要：智能永磁直驱系统由永磁同步变频电动机、伺服控制器、自循环水冷系统构成，与传统异步驱动系统相比，取消了减速器、机械软启动装置、高速联轴器等中间传动环节。具有系统结构简单、高效节能、性能优良、安全可靠、维护简单、控制智能化特点。本文分析了河南平宝煤业有限公司首山一矿己二运输下山智能永磁直驱系统中自循环水冷系统常见故障，系统性的对自循环水冷系统进行故障分析以及处理进行阐述。

关键词  智能永磁直驱系统  自循环水冷系统  故障与分析

河南平宝煤业有限公司首山一矿己二采区运输下山钢丝绳芯带式输送机担负着该矿原煤和矸石运输任务，2007年4月安装投入使用，改造前采用的是1000mm型钢丝绳芯带式输送机，4×280kw三相异步驱动系统驱动，带速为3.15米/秒。 2017年1月进行机头升级改造使用至今，输送机输送长度1100米，输送带为ST/S2500型钢丝绳芯输送带，带宽1000mm，运输能力1000吨/小时，运输方式为上运，敷设倾角0—15度，最高带速4.0米/秒。

一、设备概述：

改造后皮带机驱动装置采用4台TBVF-450/64YC型永磁同步变频电动机，启停由4台BPJ-500/1140型变频器控制，自循环水冷系统主要由4台1.1kw水泵电机、4台1.1KW风扇电机和4个容量为500L冷却水箱以及冷却管路、水质过滤器、减压阀组成，负责对运转中的永磁同步变频电动机进行冷却，从而保证永磁同步变频电动机运转过程中不会由于温度过高造成设备故障，保障设备的安全运转。

水箱内冷却水压要求在0.8-1.5Mpa，流量为2.8m³＼h，水箱内水采用中性水质，无颗粒杂质的纯净水，水质不好的需要加过滤器。压力过大需在管路上安装减压阀使用，不得造成出水口堵塞，防治温度过高以及水压过大造成电机损坏。入口处冷却水温应不高于 +25℃（特殊情况不应超过 +33℃），也应不低于 +5℃。

工作原理：永磁同步变频电动机定子为同步速旋转磁场，转子为永磁恒定磁场。两磁场相对静止，转子严格以同步速旋转。产生恒定电磁转矩。转子采用永磁体替代鼠笼式绕组，相对于传统的三相异步电动机无转子损耗（励磁损耗、铜损）。永磁同步电机日常运转中，水泵电机将水箱内的冷却水。电动机水冷机组是一种能提供恒温、恒压、恒流的冷却水设备。其工作原理是先向冷却水箱内注入干净的冷水，通过循环水泵将水通入水冷机组进行冷却。水冷机组出水口的水流出后进入电机冷却水入口管路，经电机从电机冷却水出口进入水冷机组，经过滤器过滤后进入散热器进行降温冷却，最后返回冷却水箱循环使用。

二、常见故障分析：

己二运输下山永磁直驱系统伺服控制器中1#变频器显示屏幕显示“漏电”故障，现场排查显示1#冷却水泵电机AB相保险管烧毁，进而造成1#冷却电机烧毁。分析设备现场故障产生的原因可能为：

（1）1号和2号变频器较3号和4号变频器的输入电压高80V左右。

（2）1号变频器防爆接线盒接线柱虚接，电机运行期间可能产生弧光短路，造成电机的运行期间烧毁。

（3）1号水箱、管道及滤芯内铁锈和杂质较多，冷却水箱内的冷却水质较差，使冷却电机工作运行电流急剧增大。

（4）管路上安装的减压阀损坏，造成设备内部水压过大，水泵电机在运转过程中阻力变大，电机运行电流过大超出电机本身的额定电流从而造成冷却电机烧毁。

三、故障排除措施：

（1）提高1号和2号变频器移动变压器低压端的输出电压，经过调整现1号和2号变频器较3号和4号变频器的输入电压高10V左右。

（2）重新对1号变频器防爆接线盒所有接线柱重新进行接线，确保接线工艺完好，接线不虚接。

（3）对冷却水箱清洗前关闭水箱的进出水口球阀，打开水箱排污口球阀，将水箱里的浊水排干，将水箱内部的污垢用清水清理干净。开过滤器的排污口球阀，将水放干净，然后去除过滤器盖上的内六角螺栓，将盖打开，取下滤芯进行清洗，取下过滤器进出水口管节，用清水正冲、反冲将过滤器内的污垢清理干净，将电机连接水箱进出水口处的水管都拔下，用外部水源给进水口供水，对电机水道进行正向冲洗直到水质变清;反过来用外部水源给出水口通水对电机水道进行反向冲洗直到水质变清;水箱清理完成后，水箱内的冷却水重新更换为中性水质，颗粒杂志较少的蒸馏水。

（4）重新更换管道内的减压阀，确保冷却管道内的符合设备正常水压。

采取故障排除措施以后，将1号水箱水泵电机恢复以后，经过现场观察，各项运转正常。现场通过采用钳形电流表测得清洗后水泵电机的三相电流数据如表1表2所示：

结束语：

综上所述，随着科学技术的不断发展，智能永磁直驱系统与传统异步驱动系统相比有小型轻量化、可实现高速旋转、满载及高速低转矩时运转效率高、低速重载启动时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围、控制装置的简单化等优点，将会被广泛的应用在煤矿井下的机电运输中来，自循环水冷系統作为智能永磁直驱系统重要组成部分，做好对自循环水的水质按周期更换，以及对自循环水管道和滤芯的清洗，将有效的减少自循环水冷系统的故障，从而有效的保障智能永磁直驱系统安全运转，更好的服务煤矿井下安全生产，对提高煤矿机电设备的自动化和智能化有着重要的意义。

2656501186346