生物質(zhì)燃燒機(jī)電機(jī)的故障分析及解決措施
    我們所研制的ZL-1型150瓦，48伏，8000轉(zhuǎn)／分的直流伺服電動(dòng)機(jī)、90LZw型25瓦，48伏，4500轉(zhuǎn)／分和90LZo,型90瓦、48伏，8000轉(zhuǎn)／分直流電動(dòng)機(jī)用于鐵路客車立式油爐、餐灶及茶爐上作為T(mén)Y燃燒器的動(dòng)力，主要功能是驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)燃燒機(jī)的油杯、風(fēng)輪，使柴油霧化，使之充分燃燒。經(jīng)過(guò)近十年在沈陽(yáng)、大連、上海、南昌、青島、杭州及福州等車輛段和武漢造船廠及解放軍總后勤部的部分所屬單位的野外施工及艦船、潛艇中應(yīng)用試驗(yàn)，證明性能良好，現(xiàn)已批量生產(chǎn)。
    在使用過(guò)程，也發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品出現(xiàn)故障，本文對(duì)此作些簡(jiǎn)單的分析，并提出幾點(diǎn)改進(jìn)措施。
    生物質(zhì)燃燒機(jī)電機(jī)整個(gè)絕緣等級(jí)為E級(jí)。定子激磁線圈用西0.19毫米線經(jīng)的QZ高強(qiáng)度聚脂漆包線，2000匝，外半迭包一層黃臘綢布后再半迭包一層白布帶。電樞的槽絕緣為一層0.2毫米厚的聚脂薄膜青殼紙，導(dǎo)線為40.38毫米，每只線圈20匝，浸潰1032漆，槽楔為竹片，電機(jī)引出線為丁腈橡膠線。
    電機(jī)的使用壽命與絕緣材料的熱老化的失效指標(biāo)有直接關(guān)系。聚脂類絕緣材料的溫度指數(shù)為2000C，用作12000的E級(jí)絕緣有著很大酌裕度。而1032浸漬漆只是當(dāng)溫度高于12500時(shí)才出現(xiàn)較明顯的老化和絕緣失重現(xiàn)象，也足以滿足要求。由此，予期的使用壽命應(yīng)該能夠達(dá)到15～20年的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
    我們?cè)鴮?duì)TY生物質(zhì)燃燒機(jī)電機(jī)，燃燒器的外露部分，擴(kuò)風(fēng)筒以及錐筒等部位，利用鎳鉻——鎳硅和鎳鉻——考銅熱電偶進(jìn)行溫升試驗(yàn)，即在被測(cè)處鉆一半圓形小凹坑，放置熱電偶的球部，再在相鄰處鉆個(gè)M8螺孔，用壓板固定熱電偶頭部。熱電偶的兩極引出線均用瓷管絕緣，被測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。
    先后共測(cè)數(shù)據(jù)280余組，每組18個(gè)測(cè)點(diǎn)，總共測(cè)得5000余個(gè)數(shù)據(jù)。為分析方便，選取有代表性的兩種工況，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2、圖3。圖2是油量為2.8公斤／小時(shí)，風(fēng)量全開(kāi)情況下各點(diǎn)的溫度曲線。
錐筒“1”點(diǎn)處溫度最高，為46500，錐筒四個(gè)測(cè)點(diǎn)最高平均溫度為4420C，擴(kuò)風(fēng)筒IIJ頭部最高溫度為4470C，電機(jī)溫度比較平穩(wěn)，可保持在5200左右。測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置在機(jī)殼與線圈之間
    用光敏溫度計(jì)測(cè)得由錐筒噴出火焰的最高溫度為135000。
    試驗(yàn)時(shí)的室溫為22-- 270C/，
    根據(jù)國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)E級(jí)絕緣電機(jī)的熱點(diǎn)溫差為50C，則實(shí)際電機(jī)溫升為
    溫升=極限溫度一環(huán)境溫度一熱點(diǎn)溫差77 - (22～27) -5=39～440C故本次試驗(yàn)的電機(jī)最高溫升低于E級(jí)絕緣的耐熱標(biāo)準(zhǔn)。這次的最高溫升是在耗油量為6.4公斤／小時(shí)時(shí)測(cè)得的。而根據(jù)季節(jié)氣溫和現(xiàn)場(chǎng)使用人員的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際的消耗柴油量一般為3～5公斤／小時(shí)，所以電機(jī)的實(shí)際溫升比此值還要低一些。
    由此推測(cè)，生物質(zhì)燃燒機(jī)電機(jī)的預(yù)期使用壽命應(yīng)該是比較長(zhǎng)的，照理不會(huì)在那么短的時(shí)間內(nèi)燒壞如此多的數(shù)量。現(xiàn)就其TY燃燒器電機(jī)損壞的原因試作如下分析。
    一、TY燃燒器電機(jī)的溫度分布
    1．定子和電樞繞組靠近后端蓋的溫度高于定子和電樞繞組靠近前端蓋的溫度，最高相差約2000（由于靠近燃燒筒所致）。    三、電機(jī)的使用電壓
    2．電機(jī)電樞的溫度與平均溫度相差比    由于本電機(jī)距離電源較遠(yuǎn)，如裝在子車普通電機(jī)大，一般相差約10～120C。    上，則一節(jié)車廂就有23.5～25.5米長(zhǎng)，電源
    3．由于這種電機(jī)是由空氣及殼體（連燃  導(dǎo)線引出線的電壓降較大。由于蓄電池常有燒器）兩部分來(lái)進(jìn)行傳導(dǎo)，所以熱穩(wěn)定時(shí)間較    虧損的情況，常常出現(xiàn)電壓低于44伏的情短，一般在半小時(shí)左右。    況。據(jù)我們經(jīng)歷過(guò)的個(gè)別情況中蓄電池的端
    二、絕緣的影響    電壓（或電機(jī)的實(shí)際使用電壓）有低到36伏
    該電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)屬于一般  的情況（當(dāng)列車運(yùn)行期間發(fā)電機(jī)供電時(shí)，則電用途的小型直流電動(dòng)機(jī)，沒(méi)有考慮到高溫、  壓又可高至54～58伏）。實(shí)踐證明，當(dāng)電機(jī)水、油這樣極為惡劣的環(huán)境中使用所可能碰    的實(shí)際使用電壓比電機(jī)的額定電壓降低超過(guò)到的問(wèn)題。所以達(dá)不到電機(jī)的預(yù)期使用壽  570時(shí)，電機(jī)運(yùn)行性能顯著變壞，效率降低，命。    起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，溫升提高。因此在本電機(jī)使
    對(duì)本電機(jī)絕緣，除了考慮介電強(qiáng)度和耐  用中，要求經(jīng)常檢查，應(yīng)保證電源電壓不低于熱特性外，首先應(yīng)考慮絕緣材料既耐油又耐  48伏，最低不低于46伏。水解。因本設(shè)備不管是用于立式油爐供濕水    四、小風(fēng)量的影響取緩還是餐灶做飯和茶爐供水，均燒柴油（從    在餐灶或油爐點(diǎn)火時(shí)，有時(shí)為了好點(diǎn)火我國(guó)的廣東省到東北的黑龍江省，根據(jù)氣溫  而減少風(fēng)量，而點(diǎn)火后有時(shí)卻又忘記把風(fēng)量的高低不同，分別燃燒從0#～35#柴油），難  調(diào)節(jié)閥恢復(fù)到適當(dāng)?shù)奈恢谩５趯?shí)踐中我們免有水和油滴進(jìn)電機(jī)內(nèi)部。由于工藝或運(yùn)行    發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)量減少到一定程度后就有回火的原因，電機(jī)內(nèi)部難免存在少量的水分，因此在  現(xiàn)象發(fā)生（即火焰向霧化輪及電機(jī)后端蓋的含少量水和油的情況下，絕緣常被燒壞。只    方向撲去）。如在沈陽(yáng)車輛段就曾發(fā)現(xiàn)，在點(diǎn)    一_要油中殘存0.0170的水，高溫下使用，電磁    火前就發(fā)現(xiàn)在燃燒室內(nèi)有積存較多的柴油，線的壽命就會(huì)大大縮短。很多電機(jī)損壞的部    當(dāng)點(diǎn)火后這部分柴油就在油杯和電機(jī)后端蓋位絕大多數(shù)是電機(jī)繞組直接與油和水相接觸    的下方燃燒。的部位，而溫升較高的槽中部絕緣卻很少產(chǎn)    在1979年3～5月份上海車輛段燒損的老化擊穿，所以油和水滴入電機(jī)內(nèi)部是導(dǎo)    十余臺(tái)電機(jī)中，我們發(fā)現(xiàn)有的電機(jī)后端蓋上致電機(jī)繞組破壞的主要原因。    的燃燒積灰達(dá)4--5毫米厚，這當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致電
    油和水分引起絕緣破壞的機(jī)理是電磁  機(jī)燒損。建議當(dāng)生物質(zhì)燃燒機(jī)點(diǎn)著火后應(yīng)隨即把風(fēng)線、浸潰漆、槽純緣等固體絕緣材料，在水和  量調(diào)節(jié)閥恢復(fù)到適當(dāng)?shù)奈恢茫荒苋匀惶幵跓岬淖饔孟庐a(chǎn)生水解反應(yīng)，使高分子斷裂或    點(diǎn)火時(shí)的最小位置。產(chǎn)生小分子，引起不可逆的化學(xué)變化，使絕緣    五、軸承潤(rùn)滑油喪失電氣、機(jī)械等物理性能。在絕緣的針孔    TY燃燒器電機(jī)現(xiàn)在使用的軸承潤(rùn)滑油和裂縫中，含有雜質(zhì)的水形成導(dǎo)電通道。在  是DIWEN2號(hào)低溫潤(rùn)滑脂，它的使用溫度電場(chǎng)作用下產(chǎn)生放電效應(yīng)，在通道周圍造成    范圍是- 60～+1200C。因?yàn)樵谡５墓r絕緣電擊穿。另外油、水對(duì)絕緣的破壞作用    下從燃燒錐筒口噴出約13500C左右的熾熱    與工作濕度有關(guān)，如聚脂漆包線在50～900C  火焰，其它各部件的溫度如上圖溫度曲線所的水中老化壽命超過(guò)1200小時(shí)，而在1300C  示，電機(jī)后端蓋在此高溫火焰的烘烤下，尤其的蒸汽和水中的老化壽命僅23小時(shí)，在10000  是在有回火的情況下，軸承的潤(rùn)滑油就很容左右絕緣的老化作用明顯加快。
沖制繞組電機(jī)
    上海微電機(jī)研究所在原有印制繞組電機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上努力向國(guó)際水平靠攏，最近已試制成功沖制繞組直流電機(jī)。采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)和精密的加工方法，制成高效率、高精度繞組沖裁模。模具通過(guò)脫料板、導(dǎo)柱、固定板等一系列結(jié)構(gòu)的巧妙配合，實(shí)現(xiàn)了高精度、高強(qiáng)度和高穩(wěn)定性。沖出的條表面平整，線條均勻，外形美觀，精度高。生產(chǎn)效率比印制法高數(shù)十倍該電機(jī)的繞組接點(diǎn)采用先進(jìn)的微束等離子焊接技術(shù)加工、效率高，均勻性好，質(zhì)量可靠。繞組成形、磁極安裝、刷握固定均采用全粘結(jié)型結(jié)構(gòu)，粘結(jié)力強(qiáng)、體積小，重量輕。為了降低成本，向民用推廣，本電機(jī)采用鐵氧體磁極。
    該電機(jī)額定電壓24伏、額定電流3安，額定功率40瓦，額定轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)／分，效率66%，轉(zhuǎn)矩靈敏度330克厘米／安，機(jī)械時(shí)間常數(shù)65毫秒，反電勢(shì)系數(shù)3 .56，-,3 .75伏／1000轉(zhuǎn)／分，溫升210C。（若需其他規(guī)格本所可特殊設(shè)計(jì)）適用于各種要求較高的伺服、變速、傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。
    根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，2*低溫潤(rùn)滑脂在超過(guò)9000時(shí)是很容易變成液體的，這一溫度限值在本設(shè)備中是容易達(dá)到的。
    解決措施
    1．TY生物質(zhì)燃燒爐電機(jī)的使用環(huán)境基本上和濕熱型電機(jī)的使用環(huán)境相似。濕熱帶氣候的特征是在一天內(nèi)有十二小時(shí)以上的氣溫等于或高于200C，同時(shí)相對(duì)濕度等于或大于80%，全年累計(jì)在兩個(gè)月以上，該地區(qū)空氣濕度大，氣溫日變化量小，生物因素對(duì)產(chǎn)品有侵蝕作用。
    從人工加工試驗(yàn)及天然暴露試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)看，都表睨電機(jī)絕緣在濕熱條件下性能有下降的趨勢(shì)。如有些濕熱型電機(jī)E級(jí)絕緣采用薄膜青殼紙、竹楔等，這些部位上嚴(yán)重長(zhǎng)霉，有些環(huán)氧玻璃絲管也微長(zhǎng)黑霉，長(zhǎng)霉的霉菌絲層吸濕形成導(dǎo)電通路，使產(chǎn)品的絕緣電阻急劇下降。因此我們認(rèn)為，TY生物質(zhì)燃燒爐電機(jī)所用的絕緣材料可以不變，但要進(jìn)行一些工藝處理，即浸漬漆由原來(lái)的沉浸法改為真空壓力浸漬法，槽楔用的竹片采用防霉處理（用豬油煎煮）。實(shí)踐證明其效果是明顯的。  ．
    2．電機(jī)軸加長(zhǎng)10毫米，在此位置上裝一水套，因餐灶或溫水爐或茶水爐的涼水源是存在的。其作用有二，一是通過(guò)涼水循環(huán)來(lái)降低電機(jī)后端盞的溫升，使其軸承潤(rùn)滑油不致因溫度過(guò)高而使軸承澗滑油變成液體而流走，促成軸承干磨燒損電機(jī)，二是再有回火現(xiàn)象發(fā)生時(shí)使火焰噴到水套上而不是電機(jī)的后端蓋上，對(duì)電機(jī)的后端蓋和電機(jī)起到熱屏蔽的作用。再者水套中被加溫的循環(huán)水可以用來(lái)洗漱或洗刷碗筷等。
    3．電機(jī)上部加防護(hù)罩，防止柴油和水等雜質(zhì)滴入電機(jī)內(nèi)部。

    4．電源適當(dāng)加裝穩(wěn)壓裝置，使電機(jī)能在額定電壓的情況下運(yùn)行。

生物質(zhì)燃燒機(jī)，http://www.jiegankeliji.com
生物質(zhì)氣化站，http://www.598jx.com