1970年濟甯師專成立之後的一段時間, 學校的人員編制非常緊張,為了确保教學一線的工作,學校服務人員的編制就更少了,因此學校的很多非教學工作得由我們老師兼管或參與。那時的人們從不計較得失,不管份内、份外,隻要學校的事情,都會積極參與。當時我除了完成正常的教學任務外,還要負責學校廣播室的管理,包括按時開機播放早午晚的新聞與新聞聯播等節目。就連學校的水塔水泵、電動機、變壓器(沒有配電室)出了問題,學校領導也常常是讓我去處理。
這裡還有一段趣聞。開始時,學校的水塔電機大約半年才出一次事故,後來是3個月,2個月,時間間隔越來越短。一旦事故發生,便會全校停水,嚴重影響了師生們的正常生活需求,面對這一狀況學校領導急得如坐針氈。一時間,學校師生都調侃說,師(濕)專變"幹(gān)專"了,成為人們茶餘飯後的笑料。為了改變這種被動狀況,校長馬銘初找到我,希望我能想方設法,解決這一難題。
臨危受命,欣然應戰。雖然我是從事物理教學,特别是搞"無線電"教學的老師,這件事對我來說仍不失為是一種挑戰。肩負如此重擔,我決心變壓力為動力,力争在最短的時間内,研制出電動機保護器,把設備故障消除在萌芽狀态,盡量讓學校師生的工作、生活少受影響。
首先,查清電動機頻發故障的原因,是當務之急。為此,我先後到濟甯電機廠和濟甯農機修理廠,向那裡的工人師傅求教,探訪他們的經驗之談。從而得知:電動機出現事故以至于燒壞的主要原因是“斷一相”所緻。也就是說,由于三相供電線路中的一相斷了,造成超負荷運轉所以導緻電機燒毀。這些均與我的理論分析結果完全吻合。故障原因明确,接下來就要在怎樣判斷、證實,斷相時會有什麼預兆和信息上下功夫。
其次,資料顯示電動機的内部繞組是三相對稱的,外接的三相Y形電源也互為對稱,因此電動機正常運轉情況下始終處于平衡狀态,Y形接點對地是沒有電位差的(如圖1所示)。然而,當其中任意一相斷掉時,其餘的兩相就得承擔原來三相的負擔,造成電動機内部三相繞組失衡。此時電機就會發出類似 “打垠”的不平衡聲,這種聲音被電工師傅戲稱為“電機喊救命了”,接着就能嗅到燒焦的味道,此時如不及時斷電,繞組很快發熱燒毀,電機将會停止運轉并報廢。
最後,針對這種現象,如果能把斷相時Y形接點出現的微小的電位差,作為一個信号,輸入到三極管放大電路的基極回路中,經過三極管放大電路的放大作用,把微弱的信号經過放大後,再輸出到集電極回路中,控制一個繼電器,繼而讓這個繼電器控制三相電動機啟動開關的啟動線圈,實現自動切斷電源,進而達到保護電機的目的。這些想法得益于我以前下工廠,學習了很多電氣機械方面的技術,所以現在用起來才能得心應手。同時科學的分析方法更是有助于我盡快找到解決問題的辦法。自動控制電機斷相的思路基本形成後,關鍵就是應用所掌握的無線電知識設計具體的電路(如圖),進行現場試驗。經過幾個月緊張連續的試驗,不但解決了校院内經常無故停水的問題,同時也實現了水塔水位的自動控制。試驗成功的那一天,正值我們學校召開秋季運動會。馬銘初校長在操場上,通過高音喇叭向全校師生宣布了這一“特大喜訊”。 “幹專”的日子終于宣告結束,大家奔走相告這一大快人心的好消息。
之後我又研制出,适合較大功率電機的斷相保護器,被推廣到我們附近的農村應用。繼而又和濟甯電機廠的工人師傅一起,運用在電機内部繞組上埋設熱敏電阻的方法,實現了電機斷相自動控制。遺憾的是此項試驗雖然成功,但是由于改變電機生産工藝難度較大,未能投入使用。以後我又連續研制成功煤礦用的“發爆器”及“柴油機帶動電動機發電”等項目。這些活動,密切聯系實際,不僅豐富了我的實踐經驗和課堂教學。同時得到了學校的大力支持,張競南副校長親自去市科協專門為我争取了一筆7000元的科研經費。在那個年代這個數字已經是很可觀的了。由于在科研方面連續取得了一些成果,我被評為濟甯市優秀科技工作者。組織部陳部長在全校師生大會上親自為我頒獎,開創了我校曆史之先河,令我倍受感動,決心要排除萬難,争取在教學科研上做出更大的成績,以回報黨和領導給我的關心和支持。