石油钻井三相电机故障及对策分析

摘要：三相电机因为其运行可靠,维护简单方便且使用寿命长,被广泛应用于石油钻井平台的工作过程中，三相电机的控制电路、结构以及工作原理与现有的各种控制电路相比较具有良好的优越性，如结构和工作原理比较简单，易于操作和控制。每一种电动机的共同特点就是能够把电流所供给的能量全部转化为机械运转所需要的能量的一种满足需求的设备，因此被很多的制造企业所使用。而在众多的电机设备当中，三相电机的特点就是简单的结构，在维修时比较容易等。本文从该种电机的日常使用出发，通过阐述其运行原理，在使用时容易出现的问题并提出具有建设性的意见，对广大的用户具有理论上的帮助，并能切实的解决实际问题。

关键词：石油钻井；三相电机；故障及其对策

随着社会的进步与发展，三相电机已经在各石油钻井工作中被广泛采纳，推动了石油钻井工作的顺利开展，提高了石油钻井的工作效率，减少了不必要的资源浪费，但三相电机在石油钻井工作的过程中仍然会出现一些故障，需要不断采取措施进行改进。三相电机使用的无刷式的直流电，这种电流的最大特点就是不具有转换方向的组件（完整电流）以及用电刷所组成的内部机械使用结构。除了结构的特殊性以外，这种电流的特点是没有电流产生可以转变方向的火花、不受无线电流的影响、使用寿命较长、运行基础稳定可靠、易于维护等优点。当然，除了上述的特点以外，其转速较灵活，不受机械使用的阻碍，运行时每分钟几乎可达到几十万的转速。近几年，随着钻机电动化的发展，石油钻井行业的发展也日益壮大，该行业应用电机的频率也越来越频繁，使用者追求设备的多样与高效，基于此前提，本文展开了如下讨论。

1三相电机简介

1.1三相电机结构

与其他东西一样，三相电机包括很多结构，按照结构基本可分为两个部分，这两个部分就是定子与转子。其中定子顾名思义就是电机中固定的不可以移动的部分，然而，转子就是指围绕着一个轴所组成的部分。按照部件的使用功能可分为：基本使用部件（作用是为其他部分做支持、使其他部分更稳定、保护以及冷却等作用，比如电机中的机座、机械顶端的盖子、常用风扇与轴承等部分）、电部件（主要指的是能够导电并产生物理上的电磁感应的机械部分，比如组合在一起的电线、接受传导线的盒子等），磁部件（指的是具有传导磁的硅质钢片的芯部分，这种部件又可以被分为两类，分别是稳定不变的铁芯与可以旋转的转子芯片）。

1.2三相电机工作原理

上述内容有提到过该种电机是无刷式的直流电形式，所以有必要对它的工作原理进行一个具体的描述，它的工作就是利用逆变器的功率管道的一定规律指导电流的通过与关闭以及切断等过程，这样是为了使该种电机中的定子通过电流枢纽产生按照印记，产生一个角度一直前行的磁力趋势，进而去带动电机中的转子形成旋转动作去实现工作内容的完成。在该种电机中的逆变器所能产生的功率管的种类工具有二分之一种的触发组合形式与状态，且每种状态都需要与已经确定的转子的位置形成相互对应的形态，才能实现电磁转矩在最大程度上的平均状态。当电机中的可以旋转的变压器形成副边缘与原边缘的某项桐的位置形成时，原本具有的输出信号会通过增加控制功率管的力度去实现管道的连接与闭合。进而可以实现对电机进行无刷直流电的控制输出，最终实现对电机功率的改变，形成可以调速的网络。

2钻井用三相电机常见故障

2.1启动故障

电机的启动故障可以被分为几种，在此会介绍其中较为常见的一种。这种故障表现为通电后没有任何动作痕迹并且无任何异味也不表现出冒烟等迹象。出现这种现象的原因大概是由于电源没有接通、电机的保险丝已经熔断、对设备具有控制功能的线路出现错接、间接提供电流的机器太小等。解决这些故障的策略依次为对电源的回路开关进行检查以保证电源的接通状态、对保险丝进行熔断与否的检查、接通电线的盒子是否已经断电、对于设备接通线路的检查以保证线路的正常、对简介提供电流的机器进行调整与检查以便与设备不发生冲突。

2.2制动故障

除了上述的启动故障外，还存在制动上的故障，其中比较常见的情况就是电机在正常运行时会出现很奇怪的响声。产生这种状况的原因大概就是因为：电机中的旋转部分（转子）与轴承部分或机械部分产生了不正常的摩擦所出现的声音。在正常情况下，产生摩擦的部分大概可以概括为：定子和转子之间有绝缘功能的特质纸片或者凹槽的摩擦、转子或者定子与各自内部的铁质芯片之间的摩擦、轴承自身的磨损状态、尤其是缺少油以及内部有着杂志的存在、通风道有阻碍物体、降温作用的风扇与风扇罩之间的摩擦这六类。而对于该种问题，当有奇怪的声音出现时，应该仔细的对电机中重要机械部件进行检查，在检查出具体的产生原因后想办法去解决故障，此外，要对机械安装顺序进行调整，对电机进行整体的清洁或者更换轴承、添加新的油等办法予以解决。

3有效措施

当电机在使用时出现问题时，要冷静分析，如果出现了扫唐被烧毁的情况，要知道该种问题是指定子与转子之间产生摩擦使铁质芯片温度迅速升高的情况，这样的温度会对绝缘体形成破坏，进而造成旋转的线路之间形成短路的后果，造成局部过热被烧毁的情况。在该过程中形成芯片高温的原因主要包括：没有及时更换的轴承使电机中的转子的绕轴有一定的弯曲与错位，导致轴承的装配状态不佳，其与电机顶端的盖子不能相互适应，轴承油不纯以及缺少油等因素。对于扫唐烧毁的情况，应该及时的改变轴承的装配状态，在重新装配时要对新轴承进行提前加热处理，并保持温度在八十度与一百度之间，因为在该温度中加热的轴承是质量最好的。做好加热处理后要对轴承进行一定的清洁，并保持足够的完整，该期间要使用一定数量的油，并保持其足够的干净与充足。在以上两部工作过后要保证轴承和电机之间的足够适应，以防止轴的异位。

4结论

综上所述，三相电动机是一种特殊的动力设备，它的特殊性表现在使用范围广、形成结构简单等内容上。当该种电机产生不正常的震动状态时，使用者应该意识到这样会造成内部线匝的松弛，致使内部的绝缘体受到毁坏，这种损坏会形成短路形成电机内部零部件的烧毁。所以为了控制该种情况的发生，相关人员要尽量的避免在很短的时间内多次打开电机，此外，还要确保被接入电机的设备为电机带来标准值以内的震动幅度与频率。

参考文献

[1]王京峰,孙纯祥.基于DSP的永磁无刷直流电动机速度控制[J].微电机,2006,39(1):69-72.

[2]王春民.基于DSP和PIM的三相无刷直流电机控制系统[J].吉林大学学报(信息科学版),2007,25(l):121-126

作者：何玮 单位：天合石油集团汇丰石油装备股份有限公司