我廠1000t/d熟料干法預分解窯由1臺160kW的直流電動機拖動，控制系統采用的是西門子電氣傳動有限公司生產的6RA24直流調速裝置，它是典型的速度、電流雙閉環模擬控制系統，電動機參數:ZSN4-Z80-0918，功率:160kW，電壓:440V，電流:397A，轉速:1500r/min，勵磁方式:他勵。配用的測速發電機為永磁式測速發電機，測速發電機型號為:ZYS-3A，測速電壓:110V，轉速:2000r/min，發電機功率:22W。  
　　

2002年10月回轉窯在正常運轉時，窯速突然出現大幅波動，當時回轉窯正常轉速是3.2r/min，波動時回轉窯轉速在2.6～3.8r/min，電動機電樞電流從正常運轉時的150A左右波動到400A左右。  

1　故障情況 

　　

回轉窯轉速波動時，根據經驗初步懷疑是負載的變化引起了回轉窯轉速的變化。減料、降低回轉窯轉速后，檢查各部位潤滑、溫升情況，托輪的受力情況，輪帶與托輪的接觸情況等機械傳動部分，沒有發現不正常現象。接著我們又仔細檢查了直流調速電動機的電刷與換相器的接觸情況，測速發電機與直流電機轉子的對中情況，均沒有發現異常情況。又重新開啟回轉窯主電動機，回轉窯轉速仍有波動，測量測速發電機的反饋電壓，反饋電壓只有26V，比平時同轉速下的反饋電壓低6V左右。更換測速發電機后，再開機，回轉窯轉速升至3r/min，回轉窯轉速仍有波動，但波動情況有所好轉，電動機電樞電流在150～250A之間波動。由于一時不能確定是哪方面原因引起了回轉窯轉速的變化，只有繼續維持回轉窯運轉，沒有進一步對調速裝置進行檢查。幾天后，回轉窯轉速又出現了1次大幅波動，波動時，電樞電流竟達500A左右，轉速表指針指示到最大處，旋動給定電位器轉速卻不能很快降下來，于是只有切斷電源，采用輔助傳動裝置慢轉回轉窯。為進一步確定是不是測速發電機本身的問題，我們又換了1臺新的測速發電機，安裝時格外小心，以防止對裝時軸偏心引起不必要的交流干擾。換好測速發電機后，開啟回轉窯主電動機，慢慢拖動回轉窯至平時的3.2r/min，電樞電流在150A左右，一切正常。但這種情況并沒有持續幾個小時，回轉窯轉速又出現了大幅波動，我們只好停窯，繼續查找原因。根據故障現象，我們重點把故障原因歸結到外界干擾上，用示波器觀察給定電壓信號和反饋電壓信號，均發現有較強的交流分量。把給定電纜和測速反饋電纜換成屏蔽電纜，屏蔽層和柜體緊密相連，重新開啟電動機后，一切正常，以后也再沒有出現過類似故障現象。 

2　故障原因分析 

　　

6RA24直流調速系統是帶有獨立勵磁的轉速、電流雙閉環直流調速系統，在平時的操作中，主要是通過給定電位器改變電樞電流進行調速，其基本控制原理如圖1所示。 

 
　　 




　　圖1　轉速、電流雙閉環調速系統示意 

　　

ST—轉速調節器；LT—電流調節器；SF—測速發電機；Ugn—轉速給定電壓；Ugf—測速反饋電壓；Ufi—反饋電壓 
　　

當給定電壓和測速反饋電壓發生變化時，能夠引起直流電動機轉速的變化。如果測速發電機本身出現誤差，那么當真正的轉速沒有變化時，由于測速發電機本身的問題，測速反饋電壓Ugf會發生變化，通過系統的調節作用，同樣會使電動機轉速離開原來所保持的數值。我們使用的測速發電機是永磁式測速發電機，精確度比較高，但由于其工作環境溫度較高(安裝在回轉窯下面)，日久會使永久磁鐵的磁性減弱，從而引起測速發電機的磁通發生變化，測速反饋電壓也跟著發生變化，通過系統的調節作用，使電動機轉速發生變化，這也是我們第一次換過測速發電機后，波動情況有所好轉的原因。 
　　

6RA24直流調速裝置安裝在回轉窯旁邊的中空降壓變電站內，處在嚴重的電磁干擾環境中。雖然采取了一定的抗干擾措施(如直流調速裝置的自動控制部分安裝在金屬屏蔽體內，并良好接地)，但室內設備和室外設備產生的電壓干擾有可能通過各控制電纜、通訊電纜、接地網等傳遞到直流調速裝置。控制電纜經過長時間的使用，其絕緣性能會有所下降，又由于9、10月份是我國北方傳統的多雨季節，潮濕的環境對控制電纜的絕緣性能有一定影響，相鄰電纜之間，有可能會通過電磁輻射作用相互干擾，而變電站斷路器動作，隔離開關操作等都會產生前沿極陡的電磁波，又由于變電站的電磁耦合途徑很多，所有這些因素都有可能會對給定輸入信號和測速反饋信號形成干擾，從而引起給定電壓信號Ugn和測速反饋電壓信號Ugf發生變化，進而引起主電動機轉速發生變化，而這些干擾信號的不確定性，是引起回轉窯主電動機轉速波動的主要原因。 

3　解決措施 

　　

6RA24直流調速裝置既然已裝在變電所內，再移動位置不現實，為避免以后出現類似問題，在檢修時，我們又重點做了如下幾項防范措施: 
　　

1)在直流主電動機上面安裝隔熱板，避免回轉窯的直接熱輻射作用，在主電動機下面安裝引風機，降低主電動機工作環境溫度，盡可能延長測速發電機使用壽命。 
　　

2)控制電纜和負載電纜分開走線，減小電磁干擾的可能性。 
　　

3)6RA24直流調速裝置控制柜和變電站主接地網絕緣，直流調速裝置不和其它無關設備共地，控制柜地線另行接地。 
　　

4)6RA24直流調速裝置的所有控制電纜均換成屏蔽電纜，屏蔽層良好接地。 
　　

自從采取以上措施后，回轉窯主傳動電動機至今運行比較穩定，提高了設備運轉率，再沒有出現過上述類似故障現象。