港口轮胎式起重机发电机改造

李文锋 张勇

（广州港股份有限公司新港港务分公司，广东 广州 510730）

一、前言

广州港股份有限公司新港港务分公司作为珠三角进出口贸易的前沿，其装卸货类以件杂货、粮食为主，件杂货在堆场转运过程中，一般利用轮胎式起重机作业。近年来随着港口发展新机遇的出现，件杂货的进出口量不断增加，在此形势下，广州港集团有限公司新港港务分公司货物吞吐量逐年递增。

二、问题

为保证件杂货的作业，广州港集团有限公司新港港务分公司轮胎式起重机的利用率大幅增加，由于25吨轮胎式起重机的柴油发电机组为制造单位早期生产的初级产品，发电机为国产（咸宁同发发电机厂型号为TZH-120）自补偿同步交流发电机，励磁方式为自励磁，即通过电抗器、自补偿变压器、电刷励磁。由于在最初设计时存在缺陷、制造工艺不精细，在使用过程中反复出现励磁整流桥烧坏，同步阻尼环断裂、电抗器及变压器损坏、电机匝间短路等诸多故障，同时对整机供电系统造成不稳定隐患，对其他用电及调速装置产生不利因素，影响作业效率，同时也增加了发电机的维修成本。

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供电系统电压不稳会引发继电器触头烧坏、断路器跳闸、PLC外部电源烧坏、PLC内部电源板烧毁、直流调速器跳闸、直流调速器晶闸管烧毁。2009年8月底轮吊2514发生比较严重的电气故障，PLC外部电源及PLC内部电源板烧坏，据分析故障为发电机可能出现电涌现象出现高电压冲击，使PLC内外部电源烧坏。轮2509至2009年7月份起直流调速器晶闸管经常烧毁，一共烧坏了12个，每个900左右，经过检查为电机电压不稳定导致，此外由于电压不稳定有时会导致起升电机受到冲击，出现货物下落等危险隐患，而且电动机长期受到不稳定电压冲击严重减短了电机的使用寿命。

电机定子匝间短路、转子匝间短路为比较危险的故障，发电机绕组之间绝缘层由于老化、温度高使其绝缘性突然下降导致电流电压突然大幅增大使保护回路跳闸，由于其出现具有不确定性，可能在作业期间出现，可能出现货损、机损甚至人员伤害。以下为2008-2009年轮吊主电机送外维修记录表1：

备注：按照广州港集团有限公司设备自编号要求，轮胎式起重机简称轮XXXX,数字前两位表示额定起重量，后两位表示顺序编号。

三、改造方案的选择

现代新的同步交流发电机在电机结构及励磁方式上改进较大，且为了适应现代电器设备负载的变化仍在不断完善。

（1）采用无刷励磁方式。无刷励磁方式一般以通过交流励磁机进行励磁的无刷自励方式为标准方式，采用电流互感器和线性电抗器的功率矢量合激式励磁及复激自励方式。为了适应现代负载，随着高性能永磁铁的研制，无刷PMG(永磁发电机)励磁方式已被大量采用，该励磁方式下励磁状况不受负载的影响，且具有可供持续短路电流的优点。（2）采用先进的自动电压调节器控制系统，能够保证在恶劣条件下能进行可靠的运行作业。（3）采用高等绝缘材料。发电机采用高等绝缘材料(H级)，以确保发电机在苛刻环境下长期可靠运行，同时具有自动除潮功能。（4）短路电流大，在三倍额定电流下可运行105。如法国（Leroy Somer)利莱森玛发电机。（5)保护等级高，高性能机组为IP23，一般机组为IP2l。（6)普遍采用2/3节距绕组，最大限度降低了三次谐波和中线电流，适合于非线性负载用户，可用脉冲抑制器保护二极管免受电压峰值的影响。

四、改造前后的效果对比

表4与同类型发电机主要性能对照表

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改造前故障：轮2509至2009年7月-2009年11月，直流调速器晶闸管经常烧毁，一共烧坏了12个（一个直流调速器共有6个晶闸管，出现故障6个都需要更换），每个900左右，经过检查为电机电压不稳定导致。此外由于电压不稳定有时会导致发电机整流桥经常烧坏。

改造后故障：2010年1-6月份完好台时4192小时，维修台时152小时，作业1215小时，报修台次21次，其中机械故障17次，电气故障4次（与新发电机有关的电气故障为0）。

电机升级改造后，使用至今没有出现过此类型的故障。而且新电机输出交流电压稳定，过载能力强，带负载稳定。

五、结尾

经过将近7个月的跟踪使用，轮胎式起重机作业故障明显减少，维修成本降低，斯坦福UCI274电机无论是在电机性能、产品质量上是完全能满足我们港口需求的。

[1]《港口设备管理技术》.

[2]《电机与拖动技术》.

[3]《直流调速与PLC控制技术》.

[4]斯坦福电机系列产品说明书.