谈加强鼠笼电动机转子结构的必要性

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摘要： 煤矿综采设备上使用的鼠笼电动机转子部分损坏，分析原因，找出转子结构存在薄弱环节，有针对性地对鼠笼电动机转子部分结构加强改进，取得较好效果。

Abstract： The rotor part of mice-cage motor which is used on coal mining equipments is damaged. The paper analyzes the causes，identifies the weakness of rotor structure，and improves the structure of mice-cage motor rotor directly，then achieve better results.

关键词： 煤矿综采设备；鼠笼电动机；转子损坏；原因；关键技术；解决

Key words： coal mining equipments；mice-cage motor；rotor damage；reasons；key technology；solve

中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0023-02

0 引言

在我从事多年的煤矿综采电气技术工作中，常常遇到煤矿综采设备上使用的鼠笼电动机损坏，如：采煤机的截割用电动机、工作面刮板机用电动机、工作面转载机用电动机等等，经上井拆开检查、分析，发现鼠笼电动机的转子笼条断或开焊或端环损坏或几种现象同时发生，特别是有些鼠笼电动机的转子笼条损坏造成其定子绕组被破坏而烧毁。

1 煤矿综采设备上用的鼠笼电动机工作特点

因煤矿井下的工作条件、环境等原因，煤矿综采设备上用的鼠笼电动机要适应的工作特点如下：

①有淋水，湿度大。易使鼠笼电动机的电气绝缘降低。②周围空气中存在有害气体及煤尘。如：甲烷、硫化氢、二氧化碳、煤尘等等，对鼠笼电动机的电气绝缘不利。③周围介质温度较高。高时可达+40℃，不利于鼠笼电动机的散热；另风冷鼠笼电动机的风道易被浮煤堵塞，水冷鼠笼电动机的水道易被水腐蚀产生锈蚀而堵塞，均影响鼠笼电动机的散热。④存在甲烷或煤尘爆炸危险。要求鼠笼电动机的防爆型式为矿用隔爆型，这又相应影响其散热效果。⑤煤矿井下巷道较狭窄。鼠笼电动机在运输或生产中移动时易被碰撞，要求鼠笼电动机的外壳结构要牢固，这又相应影响其散热效果。⑥震动大。因煤矿井下地质条件变化大、差异大，当综采设备遇到煤质硬度较硬时，易使综采设备产生较大震动，这就要求鼠笼电动机的各处焊接、连接要牢固可靠。⑦倾斜度大。因煤矿井下地质条件原因，有时会使综采设备的工作倾角达40多度，这样会使鼠笼电动机轴承处的油不均，易使缺油处的轴承发热，增加输出轴的旋转阻力；另因鼠笼电动机的位置倾斜，也会增加输出轴的旋转阻力，这就要求鼠笼电动机的旋转部分要牢固可靠。⑧移动性强。因煤矿井下综采设备在工作时是经常移动的，鼠笼电动机也要相应移动，其轴、外壳易被碰撞，可能增加输出的机械阻力，若维护维修人员不及时进行调整，就会相应增加鼠笼电动机输出的无用功。⑨输入电压波动大。因煤矿井下采用电缆供电，距离远，所带负荷变化大，压降也大，造成电压波动大，使鼠笼电动机的工作电流变化也大，不利于鼠笼电动机的正常工作。⑩鼠笼电动机所带负荷变化大。因煤矿井下地质条件变化大、差异大，如：采煤机、破碎机遇到的煤质硬度的不同，输送机遇到突然大量煤的冒落等，都会使鼠笼电动机所带负荷有较大变化，也不利于鼠笼电动机的正常工作。{11}出现较频繁重载起动。因煤矿井下条件所限，经常会出现较频繁重载起动，如：综采工作面用刮板输送机遇到突然大量煤的冒落，频繁重载起动会造成鼠笼电动机的定子绕组、转子笼条的大量热能积聚，加速破坏定子绕组电气绝缘、转子笼条及端环过热并旋转损坏。{12}操作、维护维修、管理人员技术水平不高，思想素质不高。不严格按使用说明书、操作、维护维修规程、技术措施要求去做，使鼠笼电动机在不良状态下工作，等等。

2 电动机损坏原因

前面所述的鼠笼电动机损坏的现象，经过与相关专家及厂家专家分析、讨论，认为与在实际使用当中频繁重载起动有关，要求加强现场正确使用电动机的管理及厂家在使用说明书中强调每次起动电动机的间隔时间，另外，鼠笼电动机转子结构也存在薄弱环节，如：鼠笼用铜条截面积不足，特别是外鼠笼铜条；铜端环截面积不足，特别是外铜端环；鼠笼铜条或铜端环选用的材质不良；鼠笼铜条与铜端环间的焊接不良等等。

3 电动机转子结构改进的必要性

基于上述原因，要加强鼠笼电动机转子结构改进，其必要性在于：

3.1 在电气方面，在电动机的保护中，转子部分无任何保护，而各种保护均在定子绕组上，如：过载、短路、过热、断相、漏电等等，这就要求在厂家制造过程中，应将转子部分设计制造的可靠性要远高于定子绕组部分，也就是说，一旦出现上述这些故障，应及时使定子绕组上相应保护起作用，而不能使鼠笼电动机转子损坏，即便是较频繁重载起动，也应是过热或过载保护起作用，而不能使鼠笼电动机转子损坏。

3.2 在机械方面，鼠笼电动机转子是较长期高速旋转的，也要求鼠笼电动机转子结构要稳固、可靠。

3.3 当鼠笼电动机转子结构存在薄弱环节时，鼠笼电动机转子一旦损坏，这些铜镏、铜渣、铜块等就会造成其转子与定子间机械摩擦，使定子绕组的绝缘破坏，引起定子绕组烧毁，而此时定子绕组上的各种电气保护又未起作用，可见，加强鼠笼电动机转子结构的必要性。

4 技术难点

在对鼠笼电动机的设计、制造中，技术难点在于：

①在设计工作中，计算转子内、外鼠笼条及端环的载流量时，材料规格尺寸、材质选取裕量要远大于定子绕组的选取裕量。②在制造过程中，转子内、外鼠笼条及端环的选材质量、加工工艺要求要远高于定子绕组的选材质量及加工工艺。

5 电动机转子结构改进后的效果

煤矿综采设备上使用的鼠笼电动机出现上述原因损坏后，经过修理厂对相应转子结构的加强改进，以及电动机生产厂家对相应转子结构的设计、制造的加强改进，克服了上述的不足，取得了较好的效果。

参考文献：

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[2]陈庆祥.双鼠笼电机断笼的局部处理与原因分析[J].宁夏电力，1997，（3）.

[3]廖松涛.电动机转子笼条断裂的原因分析及预防措施[J]. 广西电力，2004，（4）.