1、故障狀況
    萊鋼400m2燒結(jié)機年設(shè)計能力為392萬噸合格燒結(jié)礦，本工程于2008年10月8日開工，2010年1月15日負荷試車。其中燃料細碎系統(tǒng)配備5臺四輥破碎機（以下簡稱四輥），驅(qū)動設(shè)備分為上輥電機和下輥電機。在調(diào)試過程中，下輥電機采用軟啟動器啟動運行方式，設(shè)備運轉(zhuǎn)情況正常。上輥電機采用△-YY啟動方式，在啟動過程中經(jīng)常出現(xiàn)異常情況，自動空氣開關(guān)、交流接觸器燒壞嚴重，直接影響和制約著正常運行。針對這種情況，我們對四輥破碎機存在的故障進行了分析，排除了機械工藝設(shè)備不配套等原因，并認真分析了故障現(xiàn)象，對電氣控制部分實施了相應的技術(shù)改造，改造后設(shè)備運行穩(wěn)定，滿足了生產(chǎn)的需要，因此我們主要討論四輥上輥電機的電氣改造。
2、工藝設(shè)備控制原理
    四輥是用來對燃料進行進一步破碎的設(shè)備，驅(qū)動設(shè)備分為上輥電機和下輥電機，其中上輥電機設(shè)計容量為40/5 SKW，下輥電機設(shè)計容量為90KW。上輥電機根據(jù)工藝需要設(shè)置三種啟動方式：低速正向啟動、高速正向啟動、低速逆向啟動。在原設(shè)計中，電機主回路如圖一所示，其中K01為低速正向啟動接觸器主觸點， K02、K03為高速啟動接觸器主觸點，K04為低速逆向啟動接觸器主觸點。圖中四輥上輥所用電機M銘牌標示為：額定功率：40/55KW;額定電流：84/99A;接線方法：△/YY。電機控制回路如圖二所示，SB11、SB12、SB13分別為低速正向、低速逆向、高速啟動按鈕，SB2為停機按鈕；K01為低速正向啟動接觸器輔助觸點，K02、K03為高速啟動接觸器輔助觸點，K04為低速逆向啟動接觸器輔助觸點，且所有的控制回路全部經(jīng)過PLC系統(tǒng)。
3、設(shè)備調(diào)試和故障分析
    設(shè)備安裝完成即進入調(diào)試，發(fā)現(xiàn)1#四輥電機啟動不起來，經(jīng)查看，自動開關(guān)出現(xiàn)嚴重的拉弧痕跡，己燒損，初步判斷是瞬時過流造成，遂檢查排除機械設(shè)備可能反卡問題，并更換自動開關(guān)。再次進行啟動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1#2#3#上輥電機不能正常運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象。只有4#5#四輥電機勉強啟動起來，但仍屬于非正常啟動狀態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場檢查，前三臺電機電氣回路中K03接觸器全部燒損。調(diào)試人員立即分析這種異常情況，首先檢查機械原因，把四輥聯(lián)軸器全部脫開，手動盤動電機和四輥機械設(shè)備，轉(zhuǎn)動平滑，沒有出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，再次排除了機械故障。遂檢查電器元件和電氣回路，經(jīng)核實，低配室電氣回路中自動開關(guān)型號為RMMl - 160H/3，125A，接觸器型號為A145，熱繼電器型號為TA110DU110。
    首先，判斷電器元件選型是否合適及元件本身性能情況。
    ①判斷自動開關(guān)選型RMMl-160H/3，125A是否合適：電機的額定電流最大值為99A大于自動開關(guān)的額定電流125A;自動開關(guān)的短路整定電流也能躲過電機的正常工作啟動電流，這就排除了自動開關(guān)選型容量不足的問題。
    ②判斷接觸器選型A145是否合適：接觸器主回路觸點的額定電流145A大于電機的額定電流最大值99A，接觸器的額定電流大于電機的啟動電流；接觸器的電磁線圈額定電壓為220V，按電磁線圈允許在額定電壓220V的80%～105%范圍內(nèi)計算，完全與電網(wǎng)電壓相符，這就排除了接觸器的選型容量不足的問題。
    ③判斷熱繼電器選型TA110DU110是否合適：按照線路最大額定電流99A的1.1倍計算，計算值為108.9A小于熱繼電器額定電流110A，排除了熱繼電器的選型容量不足的問題。
    ④經(jīng)現(xiàn)場檢查確認，所有電器元件功能正常，設(shè)計選型符合運行所需的條件。
    其次，分析電氣回路。對照圖一、圖二，檢查低速回路，K01、K04所在的低速正轉(zhuǎn)啟動、低速反轉(zhuǎn)啟動回路，如果在接觸器K03不閉合的情況下，完全符合相關(guān)的電氣技術(shù)規(guī)范要求。再檢查K02、K03所在的高速啟動回路，結(jié)合圖二可以看出，接觸器K02、K03同時閉合或者接觸器K02先于接觸器K03閉合這兩種情況都能實現(xiàn)上輥電機的正常啟動。
    但是電氣元件因有其自身的機械動作特性，結(jié)合現(xiàn)場的具體情況和電氣回路，我們分析最可能的問題就是：
    ①在低速運轉(zhuǎn)時，由于低速啟動與高速啟動回路之間沒有電氣連鎖，容易出現(xiàn)電機正在低速正轉(zhuǎn)時，切換高速啟動回路這種情況，導致低速回路K01還沒有完全斷開時接觸器K03觸點閉合，接觸器K01與K03形成閉合回路，造成短路，燒損接觸器K03：
    ②正向啟動后在高速啟動切換時，接觸器K02遲于接觸器K03閉合，期間電機屬于非YY運行狀態(tài)（相見變更原理圖1、2）造成瞬時過電流，也可能燒損接觸器K03。
    這兩種情況都能導致設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。
4、電機設(shè)備改造及改造后運行情況
    結(jié)合分析的原因，確定了以下改造方案：
    原設(shè)計中電器元件不變，仍采用原設(shè)計類型。
    ②完善系統(tǒng)控制回路（如圖四），在高速啟動控制回路中加入K01、K04電氣連鎖，即高速啟動和運轉(zhuǎn)過程中，不能低速啟動，同時對于接觸器K02、K03分別進行控制，接觸器K02閉合，延時2s后（躲過自身機械動作時間），接觸器K03閉合，避免接觸器K02遲于K03閉合的情況；在低速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個回路中加入K02、K03電氣連鎖，即低速啟動和運轉(zhuǎn)過程中，不能高速啟動。
5、改造后運行情況
    因此次采用的四輥電機是一種通過改變外部接線方式而改變電機功率的特種電機，與普通電機相比接線及控制方式復雜，一般在特種設(shè)備上使用。出現(xiàn)這種大面積燒損電氣元器件一般認為屬過負荷造成，不能很好查明故障原因，頻繁更換元器件，造成很大的浪費。到2009年12月25日，燃料細碎系統(tǒng)配備的5臺四輥的上輥電機控制系統(tǒng)已經(jīng)全部改造完畢，改造后，四輥運行穩(wěn)定，性能可靠，至今未出現(xiàn)任何故障，滿足了生產(chǎn)的需要。