港口电气设备的维修与保养.docx

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港口电气设备的维修与保养

主要港口电气设备的维修与保养

随着世界经济的不断发展，贸易交往的不断扩大，港口的吞吐量将会不断增加。

这一切都迫使我们需要不断地提高港口装卸设备的装卸能力。

这种装卸能力的提高包括两个方面：

一是增加设备和改造更新旧设备，增强装卸能力；二是有一支高素质的设备维护队伍，使设备处于一种完好、高效的工作状态，以尽量不误时、不误工的高工作效率来提高装卸能力。

其中第一条涉及到资金、场地、管理等方面的问题，一个港口很难一次增添很多新设备，那么通过第二条途径，保持一支高素质的设备维护队伍就非常必要而实际了。

设备维护人员必须对设备常见故障有一定了解。

随着现代控制理论的发展及计算机技术的应用，新的电气设备（变频器、直流驱动器）不断出现并应用到港口设备上。

这些新的设备、技术的应用，提高了港口装卸设备的性能，简化了控制线路和日常维护工作，但却增加了设备的维护技术含量，设备维护人员必须对这些设备有一定的了解，以便在日常工作中能及时、快捷、顺利地完成对设备的维护、检修、故障排除。

港口主要电气设备有电机、驱动器（交流变频器、直流驱动器）、PLC逻辑程序控制器、供配电装置等，下面我们分节对一些常见故障予以介绍。

第一节直流电机

直流传动系统有直流驱动器、直流电动机等组成。

在实际使用中由于维护、保养工作没有严格按要求做，往往容易发生一些故障，特别是直流电动机。

这里列举一些常见的故障供现场维修中参考。

内容

原因

解决对策

电刷下火花太大

1．电刷与换向器接触不良

2．刷握松动或安装不正

3．电刷弹簧断损或电刷与

刷握配合太紧

4．换向器表面不光洁、不圆或有污垢

5．电刷位置不在中心线上

6．电刷磨损过度或所用牌号及尺寸与技术要求不符

7．过载或负载波动较大

8．电机底脚松动，振动过度

9．换向极线圈短路

10.电枢短路

11.换向极在过载时饱和

12.检修时换向极线圈接反

1．研磨电刷接触面，并经轻载下运行30～60分钟

2．紧固或校准刷架

3．更换弹簧并调准压力或略为磨小电刷尺寸，使与刷握之间有0.15mm的间隙

4．清洁或研磨换向器表面

5．调整刷握座至原有记号位置或调至火花最良好的位置（发电机可在空载时调整至电压最高的位置）

6．按制造厂原用牌号及尺寸更换新电刷

7．恢复正常负载

8．紧固底脚螺栓，电枢平衡检查

9．检查换向极线圈，将绝缘损坏处进行修理

10.检查整流子铜片间有无铜屑或杂质，测检电枢线路中有无短路现象，并给予修理

11.恢复正常负载

12.用罗盘试验换向极极性，并给以纠正（换向极与主极极性关系，顺电机旋转方向,发电机为n－N－s－S,电动机为n－S—s－N）

电刷发出轧嘶声

1.电刷在刷握中太松

2.电刷压力不当或不匀

3.换向片问云母片凸出

4.电刷角度不正

1．调准刷握或更换合适的电刷

2．用弹簧秤校正电刷压力为0.15～0.25kg／cm2

3.深刻云母槽，倒角并研磨

4．调正角度

挑选整流，部分电刷过载

1.部分电刷所受压力不足

2.电枢线路不平衡

1．调整部分弹簧压力，检查这些电刷在刷握中是否灵活，并纠正之

2．检查在电枢内均衡线路中或与整流于端因接触不良而发生的高电阻．并纠正之

发电机电压不能建立

1.无剩磁

2.励磁绕组端子反接

3.旋转方向不对

4.励磁电路断线或接线松脱

5.晶闸管励磁装置故障

6.电枢短路

7.电刷接触不良

1.用外部直流电通入并励绕组进行充磁

2.按接线图改接励磁线圈之联线

3.改变原动机旋转方向（符合箭头所示方向）

4.检查励磁线圈与调磁电阻器及励磁电源间联线是否完好，励磁绕组和调磁变阻器本身是否断路，并纠正之

5.检查晶闸管励磁装置故障并排除之

6.检查换向器表面铜片间有否短路之处，或电枢绕组是否有短路之处，并排除之

7.检查电刷弹簧是否损坏或松弛

发电机电压过低

1.并励磁场线圈局部短路

2.转速太低

3.电刷不在正常位置

4.换向片有局部短接

5.换向极线图接反

6.串励磁场线图接反

7.晶闸管励磁装全输出电

压太低

8.负荷太大

1.测量每一线圈之电阻，更换或修理电阻值特别低的线圈

2.调整或提高原动机的转速

3.按原刻记号，调整刷握座位置

4.换向片之间的云母片拉槽处理，清除铜碳屑等杂物

5.用罗盘试验检查换向极极性，并纠正之

6.互换串励线圈两个出线端接线

7.增加给定或检查励磁装置有否故障

8.消除过载原因

电动机不能起动

1.线路中断

2.线路接触器未接电

3.晶闸管供电装置故障

4.起动时负载过重

5.电动机端电压过低

6.电刷接触不良位置不对

7.机械摩擦阻力过大

1.检查电枢回路所有线路是否完好

2.检查线路接触器控制电路是否正常

3.检查晶闸管供电装置工作是否正常

4.消除过载因素

5.核对电动机额定电压，检查接触器接触是否良好

6.检查弹簧压力并调整刷握座位置

7.检查电机轴承润滑状况，脱开联轴节用手转动电机，是否有电枢与定子相碍之处

电动机起动不久即自行停止

1.电源中断

2.起动过程中电动机及线路本身出现故障

3.电动机磁场太弱或无励

磁，引起过电流动作或超速动作

1.检查引起电源中断的原因，欠压，过流，变流器故障等，并排除之

2.参照上栏检查故障原因，并排除之

3.检查电动机励磁电路是否正常，带故障显示的系统可从有关指示中判断部分故障，起升机构带弱磁升速环节时，检查这个环节的工作是否正常

电动机

1.电动机转速上升太快

2.电动机稳定转速太高,且有较大火花

3.电动机负载后转速太慢

4.电刷不在正常位置

5.电枢及磁场绕组短路

1.检查给定信号及给定积分环节是否正常，并重新整定好

2.检查励磁电流是否太弱，并重新调整，励磁绕组有无接地之处，并排除之

3.检查线路电压是否太低或负载太大

4.电刷在中性线之前引起电机速度太慢，或电刷在中性线之后引起电机速度太高，纠正之

5.检查电枢绕组及分别检查各励磁绕组是否短路

电枢过热或冒烟

1.电动机长期过载

2.电动机通风不良

3.发电机励磁装置输出过

大，或变流器输出过高

4.换向器或电枢局部短路

5.发电机负载短路

6.定转子铁芯相摩擦

1.检查并恢复正常负载

2.检查冷却风机是否正常或设法流通周围空气

3.检查励磁装置或变流器工作是否正常

4.检查电枢绕组或换向器片间是否短路并排除之

5.检查线路是否短路，电动机有否堵转现象，并排除之

6.检查电枢与定子间空气隙是否均匀，轴承是否磨损

电动机超速

1.失磁

2.速度反馈或电压反馈电

路故障

3.自动弱磁装置中负荷检

测环节故障

1.检查电动机励磁电路是否正常

2.检查测速发电机或电压变换器的输出是否正常,反馈电路是否正常

3.检查负荷检测和转换装置及电路是否正常工作,运行过程中的荷重信号是否波动，造成非正常弱磁，并纠正之

换向器过热

1.电刷偏离中性线

2.电刷所受弹簧压力过大

1.将电刷调整到中性线上，减小火花

2.调低弹簧压力到正常值，使火花最小

换向器上

出现有凹

下的条痕

1.电刷与换向器接触不好

2.电刷接触面边缘火花太

大引起灼痕

1.调节电刷，使其在刷握中灵活自如

2.检查火花产生原因，使火花减到规定允许等级

电刷磨损过速

1.换向器表面太粗糙

2.火花超过规定等级

1.研磨、清洁换向器表面

2.检查火花产生原因，使之减到最小

励磁线圈

过热

1.励磁装置输出电压长期

超过额定值

2.短期工作制的电动机磁

场长期接电

1.检查励磁装置有否故障，调节输出电压到额定值

2.按照短时工作制电动机的工况调整控制线路，不使其长期接电

机壳漏电

1.电机绝缘电阻过低

2.接线头碰壳或引出线绝

缘开裂，老化引起漏电

3.接线端底板损坏或内部

统组局部碰壳

4.外壳接地不良

1.用500V兆欧表测量绕组对机壳的绝缘电阻，如低于1兆欧，应进行烘干处理

2.检查接线端头及引出导线是否良好

3.检查接线端子底板的状况和绕组的绝缘损坏情况,并进行修理

4.检查接地螺钉及导线联接是否良好，并加以纠正

第二节鼠笼式变频电动机

鼠笼式变频电动机是一种能更好适应变频调速系统要求的电机，现已被广泛应用，其常见故障有如下一些：

内容

原因

解决对策

电动机不能起动

1.过载保护环节动作

2.电源未通电

3.电源电压过低

4.控制线路接错

5.定子或转子中有断相

6.定子线圈中有局部短路或接地

7.控制装置失灵

8.电动机过载

9.机械方面的原因

1.检查过载保护的组件如自动开关、热继电器或熔断器,恢复正常后重新起动，是否能正常起动

2.检查电源的有无，线路有否断线或接头松脱处

3.核对电源电压是否符合电机铭牌数据，核对选用电线电缆线径是否太小，起动时线路压降太大

4.检查接线是否与控制原理图相符

5.检测绕组断路处，并修复

6.检测绕组短路或接地处，并修复

7.检查开关或接触器的触头是否良好，线圈是否损坏,并排除之

8.查明造成过载原因，并减少负载

9.检查传动机构是否卡住，轴承是否损坏或润滑不良，并纠正

电动机运行时喧噪声较大

1.由于单相运行

2.电动机三相电流不平衡

3.电机定转子间气隙不均

4.风扇和机盖间有触碰或有杂物

5.电动机安装不平或底脚松动

6.其它机械方面的原因

1.检查电源及熔断器是否有断相,一般停机后再开,如果单相，则不能再起动

2.检查每根电流，若不平衡,查明原因排除之

3.校直转子中心，必要时更换轴承

4.检查风扇盖螺钉是否松动或清除杂物

5.校平中心或拧紧底脚螺钉

6.检查联油节是否宽松、润滑不良、机械振动太大，转子冲片与转轴间松动等

温升过高或冒烟甚至烧坏绕组

1.长期过载

2.热继电器动作失灵

3.熔丝断一相

4.通风散热不良

5.电源电压及频率不符

6.定子绕组有短路或接地

7.机械传动装置不灵活或其它机械方面原因

1.如为液压系统，其液压油不洁堵塞，或溢流阀未调好，压力过高等，换清洁的液压油，清除杂质

2.过载时不起保护作用，应更换新组件

3.造成长期单相运行而未及时发觉，检查并更换熔丝

4.检查造成的原因，并排除之

5.核对电源电压和频率是否符合铭牌数据

6.检查出局部短路或接地点并进行修理

7.查明传动不灵活原因和其它机械方面缺陷，并排除之

轴承发热

1.安装不平正，振动太大

2.机轴、轴承、端盖孔间宽松不一致，或安装不合理

3.润滑不足或油质不对

4.回馈系统回路故障

1.重新换平底脚，消除振动

2.调整宽松程度，纠正不合理安装

3.改善润滑或更换符合要求的油脂

4.检查能量回馈回路，并排除故障

直流母线过电压

1.制动电阻阻值太大

2.制动单元选择太小

3.减速时间设置太短

1.减小制动电阻阻值

2.改用大释放电流的制动单元

3.适当延长减速时间

变频器过载

1.负载超过额定载荷

2.过载保护阀值太低

3.变频器电流检测回路故障

4.编码器故障

1.减小负载

2.根据电机重新计算过载保护点，并调整变频器参数

3.检查电流互感器线路及互感器是否正常，更换故障元器件

4.检查编码器接线及编码器的波形并纠正

电动机转速异常

1.电动机上升速度太慢

2.PID参数调整不当

3.控制系统失常

1.负载过大应减小负载

电动机力矩不够，应检查电动机是否正常

变频器内部的电流及力矩限制值应放大

2.调试时，产生速度波动，应改变PID值，使速度均匀、平稳

3.排除控制系统中变频器、测速装置等的故障

第三节交流变频器

变频器是在电力电子器件、大功率集成电路及现代控制理论获得发展的基础出现的一种交流调速装置。

随着计算机的应用和新的控制策略的不断涌现，现代交流调速技术上了新的台阶。

通常情况下，变频器作为智能类的电气设备，它具有一定的自我检测诊断功能，当检测到故障时，在其人机对话的操作器上将显示故障内容。

常见的故障有以下一些。

内容

原因

解决对策

过电流

1.负载太大，或电机功率超过变频器的适用功率

2．变频器输出侧发生短路情况

3．加速时间太短

4．变频器输入侧断路器、接触器已分断动作

1.核实负载和电机功率

2.查看电机绝缘是否老化或线路是否受到损伤造成短路或接地

3.加长加速时间

4.复位后看是否还出现过流故障。

如有：

表明断路器、接触器失控。

接地负载短路保险丝烧坏

变频器输出侧发生接地短路

查看电机、电缆是否因破损或绝缘老化而引起接触、接地等

主回路高电压直流母线电压过高

1．供电电源太高

2．电机再生回馈能量太大，减速时间太短

1．降低变频器进线电压

2．a核算制动单元及电阻功率，若太小，应换功率大的制动单元，制动电阻减小（功率加大）

b再生回馈时制动单元未投入工作或损坏，应更换

c制动单元启动电压限制值设置太高，应降低

d减速时间太短，应加长

主回路低电压

电压异常

1．输入电源缺相

2．输入电源的电压波动太大

1．查电源及接线端子

2．监视输入电源

反馈丢失

1．脉冲编码器损坏

2．反馈线损坏或受到干扰

3．连线错误

1．检查编码器是否损坏

2．查看线路及屏蔽层是否接地完好

3．查线

过负载

1．负载太大，加速时间太短

2．变频器功率太小

3．过负载设定限制值太低

1．减轻负载、修改参数

2．更换大功率变频器

3．将过载限制值适当放大

超速

1．发生了过冲或不足

2．指令速度过高

3．检测值、限制值设定不适当

1．调整增益

2．修正指令回路及指令增益

3．修改设定值

速度偏差太大

1．负载太大

2．加减速时间太短

3．速度偏差设定不适当

4．负载处在锁定状态

1．减轻负载

2．适当调整参数

3．修改参数

4．查看机械系统是否被卡住

参数不能设定

1．人机界面通讯异常

2．设定参数有错

3．参数参与级别限制

1．拔下重装，反复试一下

2．核对参数

3．解密

电机不能转动

1．未给电

2．线路有问题

3．参数设置不当

4．未在驱动方式状态

5．运行信号、速度信号等信号未进变频器

1．检查变频器的供电情况，给变频器送电

2．检查线路并纠正线路错误

3．在人机界面上进行

a.看有无参数不当提示

b.查看所需设定的参数是否合适

c.利用人机界面上相关功能键进行试运行测试

4．回到驱动状态

5．在第三项c条试运行正常的情况下再看运行信号和速度信号是否进了变频器，若没有则查找原因并纠正

加速时或带负载时出现停机

负载太大

a延长加速时间

b减小负载或增大电机功率

电机单向旋转

1．反向旋转被禁止

2．方向信号未变或速度给定信号未反向

1．更改设置允许反向旋转

2．检查外部给定信号

电机输出力矩不足或力矩输不出或加速时间太长

1．力矩限制值设置太小

2．矢量控制状态下未自学习

1．适当调整相关参数，放大限制值

2．对电机实施自学习，以便得到矢量控制的性能。

减速时间太长

1．设置时间太长

2．制动电阻过大或损坏

3．制动功率太小

1．在不出现过电压的情况下，适当减小减速时间

2．检查制动电阻是否正常

3．增大制动单元功率

控制装置有干扰（误信号）或杂音较大

1．载波频率太高

2．电机、变频器未接地

3．动力线与控制线走线较乱

4．变频器进线侧未装电抗器

1．适当降低载波频率

2．让电机、变频器接地完好

3．动力线与控制线分开走线

4．变频器进出侧加噪声滤波器（电抗器）

第四节直流驱动器

直流驱动器是直流电动机的一种调速设备，现在被广泛用于港口老式直流传动的起重机和其改造系统以及一些其它直流传动系统中。

一般直流驱动器还能提供励磁，但受功率限制，有时选择的直流驱动器所提供的励磁电流不能满足电机的磁场需要时，需另加励磁单元。

大多数直流驱动器都具备有自检之类的功能，这给我们调试、检修、维护它提供了一定的方便，但它们自检功能也不能包罗一切，有些在使用中出现的问题还需要我们自己去查找，并解除它。

直流驱动设备常见故障一般有以下一些。

内容

原因

解决对策

相序错误

驱动器动力电源与控制电源相序不匹配，会造成触发脉冲的错误

查线，检查电源相序，使之一致

缺相电源故障

驱动器动力电源至少一相丢失

查电源进线

电机不动

1．检查连线是否有误，是否给电

2．参数设置不齐全

3．励磁电流是否已加上

4．运行信号及相关速度，驱动使能信号是否有误

5．电机机械上是否被锁住

1．按图纸查线，送电

2．按要求检查设定参数

3．检查励磁电流

4．可先用最简单的方式进行模拟试验，当有这些信号进驱动器时，其面板上应有相应的灯予以指示。

如：

驱动器正常灯，运行灯等，如没有，则查相关给定信号

5．检查机械方面

电机运行不稳定或有噪声

1．未作自学习，电机参数、电流环增益设置不当

2．对速度环参数进行适当调节

3．反馈信号不稳定

4．机械上安装不好

1．对电机进行自学习，调整相关参数

2．

3．速度环参数调整

4．一般可先设成电枢电压反馈，看一下电机运行情况，如正常再换成脉冲编码器反馈或测速发电机反馈，同时对反馈信号进行适当调整，如效果不好，则更换测速发电机（或脉冲编码器）

5．电机是否安装完好，相关连接处是否松动或润滑不良

驱动器过电流

1．负载太大，加速时间太短

2．电机绝缘损坏或电缆损坏，造成短路或接地

3．励磁电流偏小

4．电机功率过大，超出了驱动器的适用范围

5．过电流设置值偏小

1．核实负载；加速时间加长

2．检查电机和电缆

3．查看励磁电流，调整到正常额定值

4．更换更大容量的驱动器

5．核算过电流值，调整设定

电枢开路

1．电机定子绕组烧毁

2．驱动器输出侧快熔烧毁

3．驱动器输出回路上有地方断开，不能够成回路

检查电机

查明原因，更换快熔

检查整个输出回路

励磁故障

1．磁丢失

a．电机励磁绕组烧坏

b．励磁控制线路断路

c．励磁电流发生器损坏

2．励磁过载

a．降低励磁电压但确保励磁电流和功率

b．调整磁场供电情况，以适应短时工作制

3．电流变小

a．励磁电流产生器输出故障

b．回路上有地方压接不紧，接触电阻太大，造成回路电阻太大

c．励磁输入电源电压偏低

1．

a．检修励磁绕组

b．检修励磁控制回路

c．检修或更换元件

2．

a．励磁电压过高，电流过大

b．短时工作制磁场通电时间太长

3．

a．检查励磁电流发生器

b．对整个励磁回路连接处进行检修

c．调高输入电压

反馈（丢失）故障

1．测速发电机（或脉冲编码器）损坏

2．反馈线路不通

3．线路干扰

4．直流驱动器上反馈设置跳线位置不对或电路板上检测元件损坏

5．反馈信号极性错误（相序错误）

1．换测速发电机（或脉冲编码器）后重试

2．查线

3．将反馈线与其它动力线尽量分开走线

4．检查驱动器上反馈跳线设置或更换元件板

5．调整反馈信号的极性或相序

第五节PLC系统

在采用PLC（可编程序控制器）的电气控制系统中，PLC作为整机的控制中心，控制、协调各个机构的运行。

一旦PLC系统有故障不能正常工作，那么整机将处于瘫痪。

一般PLC系统都采用模块组合式，且一般都有信号指示灯指示其工作状态，这为我们检查其好坏及更换提供了方便，其常见故障有如下一些。

内容

原因

解决对策

CPU不响应

1.电源供电是否正常

2.CPU与基架或其它模块连接不好

3.整个PLC系统配置不正确

4.CPU处于停止工作状态

5.CPU损坏

1.检查PLC电源线路

2.检查PLC系统的连接、安装。

要连接完好，安装牢固。

3.通过电脑查看CPU内PLC的配置是不是与实物完全一致，模块地址正确与所需一致。

4.启动CPU

5.一般CPU面板上有表示其状态的信号指示灯，如灯是红色，表明CPU有问题；如是绿色表明CPU完好。

远程I/O联不上

在通讯模块上有一个指示通讯状况的Comm灯，如果它灭掉或亮而不闪，表明远程通讯不好；如果它亮且不停闪烁，表明远程通讯建立好了。

1.配置不对

2.通讯线损坏或受到干扰

3.未加终端电阻

4.与基架连接不好

5.模块损坏

1.通过电脑查看CPU处通讯，看本地通讯模块的配置及远程通讯模块的配置是否匹配。

2.查线，将通讯线尽量与动力线分开走线

3.加终端电阻

4.检查模块与基架的连接

5.更换模块

I/O模块不响应

1.输入模块

1.模块未装好

2.线路错误

3.地址配置不对

4.有干扰

5.模块损坏

一般I/O模块面板上有PLC输入输出信号的指示灯，有信号时灯会亮。

1.检查模块的安装

2.看输入点的灯是否亮，没亮，表明信号没有传过来，需检查线路

3.查看模块配置的地址是否与你所要求的一致，如果输入点的灯亮，说明信号已过来。

4.排除干扰，信号线尽量与动力线分开走线

5.如果外部输入信号正常，PLC模块配置正确，但该输入点的灯不亮且PLC无输入信号，则该模块损坏，需更换。

输出模块

1.模块未装好

2.地址配置不对

3.线路错误

4.信号干扰

5.PLC程序中同一输出点被重复输出，逻辑上有矛盾

6.模块损坏

1.检查模块的安装

2.若输出点灯不亮：

说明PLC未输出，需看配置和程序。

3.如果输出点灯亮，而外部相应元件不动作，说明线路有问题或外围元件损坏。

4.排除干扰

5.查PLC程序，修改逻辑

6.如果PLC程序及配置均无问题，当PLC有输出时，模块相应输出点的灯不亮（或无输出信号）则说明模块损坏，需更换模块。

模拟量输入

模块不响应

1.同开关量输入情况

2.输入信号超过了模块设定量程

1.同开关量输入情况

2.检查模拟量的大小，并使之与模块设定量程匹配。

当此信号超过共设定量程时，PLC不接受或认为是“零”。

程序不运行

1．PLC处于stop

2．PLC程序丢失

a.人为操作失误

b.电池没电（指示灯为红色）

1．启动PLC

2．

a.重新下载程序，再启动PLC

b.重新下载程序，并换新电池

在电气系统中可能有许多故障发生，例如导线的局部接地、绝缘损坏，断线等，不是故障检测系统所能包络的．遇到这种情况，还