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【摘 要】充分利用预埋在电机定子内部的测温元件和电加热器，为电机提供稳定、精准、可靠的温度保护，对电机实施自动精细管理和精心的呵护养护，对有效延长电机的使用寿命，延长电机的大修周期有积极且重大的意义。本文主要分析了井下大功率电机绝缘检测与温度控制技术。
【关键词】井下大功率电机；绝缘检测；温度控制；
中图分类号：TU244.2 文献标识码：A
井下大功率电机是煤炭生产中最重要的生产设备之一，由于煤矿井下工作环境复杂、恶劣，电机的运行工况下变化较大，各种原因引起电机启停频繁，电机自身温度变化过大，从而引起内部绝缘的相应变化。矿用电机都是由不均质体组成。从电机的构成材料来看，组成材料有多种，各种材料的温度特性、膨胀系数也都不相同。这样，电机温度的骤升或骤降对电机影响很大，突出表现在各种材料间由于膨胀系数不同而出现相对移动，材料间出现间隙、裂缝。随着时间的延长，绕组在定子槽内松动，气隙大到一定程度，绕组将产生振动。我们知道，绕组在电机工作过程中受到电磁力、绕组振动的影响，会加剧气隙的扩大，同时也加剧了电机耐压和绝缘能力的降低，加剧了电机绕组本身密闭绝缘漆的涨裂、磨损，以及磁损增大。最严重的情况是通过电机定子或转子的硅钢片的短接造成线圈两相或三相短路，这种情况的发生将造成定子或转子严重烧熔、变形、报废。所以对井下大功率电机绝缘和温度变化的安全运行研究具有重要的意义，受到许多煤矿企业的重视。
一、对井下大功率电机绝缘检测与温度控制技术研究的必要性
煤矿井下环境恶劣，负荷变动大，工况不稳定，再加上巷道内散热条件差，矿用电机由于长期运行，绝缘强度易下降。由于电机升温时间较短，运转速度较快，耗能也大；且启动过程中的急速升温或停机时的急速降温，由多种材料组成的电机定子不均质体中每种材料的膨胀系数不同，材料间将出现间隙、裂缝和相对移动。导致定子铁心中各种材料间的有机体遭到破坏，铁心内环境遭到破坏，形成随温度变化的局部气隙呼吸现象，导致材料绝缘间出现气隙或空气气囊，导致电机定子绕组绝缘降低，使电机工作过程中磁损耗增加，会加剧气隙的扩大，同时也加剧了电机绕组本身密闭绝缘漆的涨裂、磨损，加剧电机耐压和绝缘能力的降低。最严重的情况是通过电机定子或转子的硅钢片的短接造成线圈两相或三相短路，以致电机不能正常启动和工作，效率降低，甚至造成定子或转子严重变形、烧熔、报废，即浪费电能又缩短电机寿命，给企业造成重大经济损失。
二、电机定子绝缘检测技术
（一）定子槽楔松动的原因
大型电机在长期的运行过程中，由于温度的骤变会产生气囊，定子线棒又受到电磁力的作用会产生振动.由于端部所受电磁振动力的频率是电网频率的两倍，切向、轴向分量较少，以径向为主，为类椭圆形，因此当端部绕组的固有频率接近二倍工频时，尤其当端部绕组振形为椭圆形时，绕组将发生谐振，使气囊变成空洞。长时问处于谐振状态，运行中就可能因振动幅值增大而发生端部绕组和结构件松动、磨损、绝缘损坏，同时由于定子铁心颤动、主绝缘轻微的热胀冷缩等，造成槽楔严重松动，部分脱落，同时槽楔松动脱落加剧线棒的振动，且划伤转子绝缘和定子绝缘，造成定子线棒主绝缘击穿，严重影响发电机的安全运行。
（二）定子槽楔松动的危害
由于定子铁心槽内的线棒是叠绕式的，上、下层各有一根不同相别的线棒，机组在运行过程中，同一槽内的线棒由于电磁力的作用，由于气囊的存在，槽楔松动，则线棒会产生低频电磁振动，线圈在槽内可能会径向串动，磨损主绝缘，可能会造成对地短路。
（三）解决措施
为此，定子线棒嵌入定子槽以后利用槽楔等将其紧固是很重要的一个环节。然而，这种传统的槽部固定方式，由于结构及材质的缺点，不能保证槽部线棒长时间紧固，所以在发电机大修时必须重新打紧松动了的槽楔，松动槽楔的检测和重打紧对保证大型发电机的安全运行有着重要意义。
三、电机温度保护措施
对电机进行温度保护，有两个方向的含义：一方面是电机运行过程中，突然遭遇高电压、低电压、负载突增等情况，这种情况无疑也会导致电机温度骤增，这种情况的温度保护一般体现在电机的继电保护或微护（计算机综合保护）领域。一般采用的方法是对电机温度设一个报警极限值和跳闸保护极限值。
另一方面，电机的温度保护体现在电机停机后，电机在停机后一般采取两种方法：一种是置之不理，电机在停机后不进行停机温度管理，另一种是在停机后，把预埋在电机定子中的电加热器全压投入。
四、结论
采用嵌入式微型计算机为核心控制模块与PWM调制控制装置相结合，实现大功率电机的温度精细控制；项目以先进的模糊控制理论为基础，融合多模块智能监控系统，实现煤矿井下大功率电机定子的绝缘保护与在线检测，为井下大功率电机的正常安全运行提供了技术性保障。主要表现在如下内容：
（一）实现嵌入式微型计算机为核心控制模块与PWM调制控制装置相结合，改善了井下大功率电机绝缘；
（二）实现嵌入式微型计算机为核心控制模块与PWM调制控制装置相结合，达到了对温度变化的无谐波下的精细控制；
（三）采取集散式模糊控制理論，完善了大功率电机的在线温度检测与控制，确保了电机的安全运行；
（四）利用自动检测技术实现大功率电机的启动、停机制动状态检测下，通过温度变化对电机定子绝缘保护，提高了大功率电机安全运行可靠程度，延长了电机寿命和减少维修；
（五）开发的控制装置可以一台装置控制多台电机的温度变化。
参考文献：
[1]刘艳亮.基于Atmeg64的矿用电机定子绝缘保护装置[J].煤，2011，20（9）：73-74.
[2]王黎明，彭翔，贾志东等.大电机定子槽楔松动的危害及检测方法[J].陕西电力，2007，35（12）：1-4.
[3]王静爽，曹尔晔.温度变化对电机危害分析及解决途径[J].电机与控制应用，2009，36（8）：42-44，48.
[4]高胜强，贾志东，彭翔等.大电机定子槽楔紧固性评估技术综述[C].//2007中国电机工程学会高电压专委会学术年会论文集.2007.
【关键词】井下大功率电机；绝缘检测；温度控制；
中图分类号：TU244.2 文献标识码：A
井下大功率电机是煤炭生产中最重要的生产设备之一，由于煤矿井下工作环境复杂、恶劣，电机的运行工况下变化较大，各种原因引起电机启停频繁，电机自身温度变化过大，从而引起内部绝缘的相应变化。矿用电机都是由不均质体组成。从电机的构成材料来看，组成材料有多种，各种材料的温度特性、膨胀系数也都不相同。这样，电机温度的骤升或骤降对电机影响很大，突出表现在各种材料间由于膨胀系数不同而出现相对移动，材料间出现间隙、裂缝。随着时间的延长，绕组在定子槽内松动，气隙大到一定程度，绕组将产生振动。我们知道，绕组在电机工作过程中受到电磁力、绕组振动的影响，会加剧气隙的扩大，同时也加剧了电机耐压和绝缘能力的降低，加剧了电机绕组本身密闭绝缘漆的涨裂、磨损，以及磁损增大。最严重的情况是通过电机定子或转子的硅钢片的短接造成线圈两相或三相短路，这种情况的发生将造成定子或转子严重烧熔、变形、报废。所以对井下大功率电机绝缘和温度变化的安全运行研究具有重要的意义，受到许多煤矿企业的重视。
一、对井下大功率电机绝缘检测与温度控制技术研究的必要性
煤矿井下环境恶劣，负荷变动大，工况不稳定，再加上巷道内散热条件差，矿用电机由于长期运行，绝缘强度易下降。由于电机升温时间较短，运转速度较快，耗能也大；且启动过程中的急速升温或停机时的急速降温，由多种材料组成的电机定子不均质体中每种材料的膨胀系数不同，材料间将出现间隙、裂缝和相对移动。导致定子铁心中各种材料间的有机体遭到破坏，铁心内环境遭到破坏，形成随温度变化的局部气隙呼吸现象，导致材料绝缘间出现气隙或空气气囊，导致电机定子绕组绝缘降低，使电机工作过程中磁损耗增加，会加剧气隙的扩大，同时也加剧了电机绕组本身密闭绝缘漆的涨裂、磨损，加剧电机耐压和绝缘能力的降低。最严重的情况是通过电机定子或转子的硅钢片的短接造成线圈两相或三相短路，以致电机不能正常启动和工作，效率降低，甚至造成定子或转子严重变形、烧熔、报废，即浪费电能又缩短电机寿命，给企业造成重大经济损失。
二、电机定子绝缘检测技术
（一）定子槽楔松动的原因
大型电机在长期的运行过程中，由于温度的骤变会产生气囊，定子线棒又受到电磁力的作用会产生振动.由于端部所受电磁振动力的频率是电网频率的两倍，切向、轴向分量较少，以径向为主，为类椭圆形，因此当端部绕组的固有频率接近二倍工频时，尤其当端部绕组振形为椭圆形时，绕组将发生谐振，使气囊变成空洞。长时问处于谐振状态，运行中就可能因振动幅值增大而发生端部绕组和结构件松动、磨损、绝缘损坏，同时由于定子铁心颤动、主绝缘轻微的热胀冷缩等，造成槽楔严重松动，部分脱落，同时槽楔松动脱落加剧线棒的振动，且划伤转子绝缘和定子绝缘，造成定子线棒主绝缘击穿，严重影响发电机的安全运行。
（二）定子槽楔松动的危害
由于定子铁心槽内的线棒是叠绕式的，上、下层各有一根不同相别的线棒，机组在运行过程中，同一槽内的线棒由于电磁力的作用，由于气囊的存在，槽楔松动，则线棒会产生低频电磁振动，线圈在槽内可能会径向串动，磨损主绝缘，可能会造成对地短路。
（三）解决措施
为此，定子线棒嵌入定子槽以后利用槽楔等将其紧固是很重要的一个环节。然而，这种传统的槽部固定方式，由于结构及材质的缺点，不能保证槽部线棒长时间紧固，所以在发电机大修时必须重新打紧松动了的槽楔，松动槽楔的检测和重打紧对保证大型发电机的安全运行有着重要意义。
三、电机温度保护措施
对电机进行温度保护，有两个方向的含义：一方面是电机运行过程中，突然遭遇高电压、低电压、负载突增等情况，这种情况无疑也会导致电机温度骤增，这种情况的温度保护一般体现在电机的继电保护或微护（计算机综合保护）领域。一般采用的方法是对电机温度设一个报警极限值和跳闸保护极限值。
另一方面，电机的温度保护体现在电机停机后，电机在停机后一般采取两种方法：一种是置之不理，电机在停机后不进行停机温度管理，另一种是在停机后，把预埋在电机定子中的电加热器全压投入。
四、结论
采用嵌入式微型计算机为核心控制模块与PWM调制控制装置相结合，实现大功率电机的温度精细控制；项目以先进的模糊控制理论为基础，融合多模块智能监控系统，实现煤矿井下大功率电机定子的绝缘保护与在线检测，为井下大功率电机的正常安全运行提供了技术性保障。主要表现在如下内容：
（一）实现嵌入式微型计算机为核心控制模块与PWM调制控制装置相结合，改善了井下大功率电机绝缘；
（二）实现嵌入式微型计算机为核心控制模块与PWM调制控制装置相结合，达到了对温度变化的无谐波下的精细控制；
（三）采取集散式模糊控制理論，完善了大功率电机的在线温度检测与控制，确保了电机的安全运行；
（四）利用自动检测技术实现大功率电机的启动、停机制动状态检测下，通过温度变化对电机定子绝缘保护，提高了大功率电机安全运行可靠程度，延长了电机寿命和减少维修；
（五）开发的控制装置可以一台装置控制多台电机的温度变化。
参考文献：
[1]刘艳亮.基于Atmeg64的矿用电机定子绝缘保护装置[J].煤，2011，20（9）：73-74.
[2]王黎明，彭翔，贾志东等.大电机定子槽楔松动的危害及检测方法[J].陕西电力，2007，35（12）：1-4.
[3]王静爽，曹尔晔.温度变化对电机危害分析及解决途径[J].电机与控制应用，2009，36（8）：42-44，48.
[4]高胜强，贾志东，彭翔等.大电机定子槽楔紧固性评估技术综述[C].//2007中国电机工程学会高电压专委会学术年会论文集.2007.