绕线式电动机改为鼠笼式电动机的实用案例

王小闯

摘 要：考虑到宁波富德能源有限公司的实际情况，本文通过对绕线式电动机和鼠笼式电动机的组成结构、工作原理进行详细分析，结合公司实际运行情况，提出了绕线式电动机改造成鼠笼式电动机的改造方案，以期为电气管理人员提供一定帮助。

关键词：绕线式电动机;鼠笼式电动机;改造;调试

中图分类号：TM301.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）34-0072-03

Practical Case of Changing Wire-wound Motor to Squirrel-cage Motor

WANG Xiaochuang

（Electrical Center of Ningbo Fude Energy Co.， Ltd.，Zhejiang Ningbo 315200）

Abstract： In consideration of the Ningbo Fude Energy Co.， Ltd.， this paper analyzed the composition structure and working principle of wound motor and squirrel cage motor in detail， and put forward the transformation scheme of wound motor to squirrel cage motor in combination with the actual operation of the company， in order to provide some help for the electrical management personnel.

Keywords： wound motor;squirrel cage motor;transformation;debugging

宁波富德能源有限公司动力站锅炉送、引风机（共12台），设计调速采用高压内反馈斩波调速装置，与之配套的高压电机内为反馈绕线式电机。内反馈绕线式电机在正常运行中，转子碳刷易磨损，应定期维护，清理积碳;同时，对现场环境要求较高。由于该公司现场环境潮湿、烟道密封不严（烟气中含有二氧化硫），电机集电环、恒力簧腐蚀特别快，从而造成集电环相间短路烧坏集电环及其附件。锅炉在运行中，送、引风机又不能单独停车进行维护，根据实际情况，制订改造方案，为公司实现利益最大化。

1 绕线式电动机的工作原理与安全要求

1.1 绕线式电动机的工作原理

三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。定子是电动机的固定部分，用于产生旋转磁场，主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成。转子是电动机的转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成，其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子[1，2]。

绕线式异步电动机的转子绕组同定子绕组一样，是三相的，其连接成星型。每相绕组的始端连接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环、环与转轴之间都是互相绝缘的。在环上用弹簧压着碳质电刷。绕线式异步电动机转子结构如图1所示。

启动电阻和调速电阻借助于电刷同滑环和轉子绕组连接，如图2所示。

鼠笼式电动机的转子绕组不是由绝缘导线绕制而成，而是铝条或铜条与短路环焊接而成或锻造而成。鼠笼式电动机的转子绕组因其形状像鼠笼而得名，其结构是嵌入线槽中铜条为导体，铜条的两端用短路环焊接起来。中小型鼠笼式电动机采用较便宜的铝替代铜，将转子导体、短路环和风扇等铸成一体，成为铸铝鼠笼式转子。鼠笼式转子如图3所示。

1.2 安全要求

①绕线式电机可根据启动条件，选择启动电阻器或频敏变阻器启动，启动电阻器或频敏变阻器的型号和参数应与转子电流、电压及电阻匹配。

②为了避免电机运行时滑环打火，绕线式电机安装前需要除掉电滑环（集电环）上的塑料薄膜保护层，并检查滑环上的碳刷装置及滑环和碳刷上的导电线是否短路和松动，同时将导电环上的防锈油清除干净，检查碳刷在环面上的压力，应为150～250g/cm2，检查碳刷在环面上的接触面积，应大于75%以上。

③绕线式电机在重新启动前应吹干净集电环上碳刷灰，避免电机在启动时，因启动电流大而拉弧烧伤绝缘管及集电环。

④碳刷为易磨易损件，磨损后应及时更换同牌号和同样尺寸的新碳刷，新碳刷装好后检查新碳刷在环面上的压力及其在环面上的接触面积，应符合②的要求。

2 绕线式电动机和鼠笼式电动机的区别

2.1 结构

绕线式电动机的结构复杂、转子绕组有滑环;鼠笼式电动机的结构简单、转子绕组无滑环。

2.2 机械性能

绕线式电动机高速不结固;鼠笼式电动机结固。

2.3 安全性

绕线式电动机在运行过程中，电机碳刷接触面会产生火花，有火灾、爆炸的危险;鼠笼式电动机无碳刷运行过程中较安全。

2.4 机械特性

绕线式电动机机械软特性，可小范围调速;鼠笼式电动机机械硬特性，即恒速。

2.5 启动性能

绕线式电动机转子回路中串入外加电阻，降低了启动电流和转速，增加了启动转矩;鼠笼式电动机直接启动时启动电流大，转矩小，功率因数较低，频繁启动时，还容易造成鼠笼断条。

2.6 应用

绕线式电动机结构复杂、价格高，控制电机运行相对复杂一些，其应用相对要少一些，一般用在载重负荷中，如起重机等;鼠笼式电动机结构简单、价格低，控制电机运行相对简单，所以得到广泛应用。

3 长沙电机厂YRKKNT系列电动机的改造方案

目前，宁波富德能源有限公司主要采用长沙电机厂有限责任公司的YRKKNT系列绕线式异步电动机，其外观如图4所示。

3.1 电动机转子改造方案

电动机转子尾部滑环、刷架、刷盒、碳刷全部拆除，转子绕组三相引出线在转子内部短接并固定。改造前的电动机转子尾部如图5所示，改造后的电动机转子尾部如图6所示。

3.2 电动机控制回路改造方案（1#送风机为例）

电动机原控制回路是通过内反馈斩波调速装置来实现启停和控制调速的，具体如图7所示。

现将原电动机改造为普通的鼠笼式电动机以后，就

需要对电动机控制回路进行改造，具体改造如下：①分别拆除电缆编号为1SFJ101（高压柜至斩波調速装置）、1SFJ105（斩波调速装置至操作柱）、1SFJ106（斩波调速装置至DCS机柜）、1SFJ107（斩波调速装置至DCS机柜）的控制电缆。②取消DCS机柜转调速、转全速、装置备好、全速运行、调速运行、装置故障DO和DI点;取消DCS机柜转速控制信号、转速显示信号AO和AI点。③重新敷设一根编号为1SFJ110（高压柜至DCS机柜）7×2.5的控制电缆;原DCS机柜1SFJ106/50、75、76三根控制线拆除并依次更换为1SFJ110/45、3、33来实现风机的启停;其他DCS机柜1SFJ106/74、77、78三根控制线也一并拆除。④恢复电动机现场操作柱1SFJ103/3、3’、45三根控制线。

改造后的电动机控制回路如图8所示。

3.3 电动机改造后调试运行

3.3.1 电动机启动前的检查。①按接线盒内规定的相序U1、V1、W1接线，电机一般按顺时针转动（面对轴伸端看），互换任意两个端子则可使电机反向转动。②检查瓷瓶是否松动，瓷瓶中的导电螺杆与金属物的爬电距离是否足够等。③接线完备后，应清除接线盒内残余物，拧紧所有端子的螺栓、螺母，同时电机应接上接地线。④电机壳体必须妥善而牢固地接地。⑤测量电机的绝缘电阻是否合格。⑥仔细检查开关柜，以免开关出现误操作。

3.3.2 电动机启动后的检查。①转动正常，无异音。②振动与串动不超过规定值。③润滑油温，轴承温度正常。④电动机出入口风温及本体温度正常。

4 结论

宁波富德能源有限公司12台绕线式电动机自2013年年底改造以来，运行良好，满足了动力站锅炉生产的需要，延长了锅炉安全运行的周期，为公司节约了成本，赢得了好评。本文通过对绕线式电动机和鼠笼式电动机的组成结构、工作原理进行详细分析，结合公司实际运行情况，提出了绕线式电动机改造成鼠笼式电动机的改造方案，希望对电气管理人员有一定帮助。

参考文献：

[1]中国电气工程大典：第9卷.电机工程[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]维修电工.石油化工职业技能培训教材[M].北京：中国石化出版社，2008.