除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組斷裂

信息來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2020-09-03閱讀：470

除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組斷裂一例陳鐵林湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司電氣修造廠(chǎng)（411101）1情況介紹主風(fēng)機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)為4000kW同步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為T(mén)4000-4/1430，額定值：4000kW、10kV、266A、1500r/min，連續(xù)運(yùn)行。該電機(jī)由哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)1997年制造，2000年10月投入運(yùn)行，2001年4月因定子繞組對(duì)地絕緣起火運(yùn)至我廠(chǎng)大修。大修時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子兩端阻尼環(huán)之間連板的彎角處有開(kāi)裂，裂紋深度約1/2連板厚度。經(jīng)焊接處理后投入使用，以后該轉(zhuǎn)子阻尼環(huán)連板彎角處仍多次發(fā)生開(kāi)裂，都由我廠(chǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)。

　　2002年2月我公司將哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)2001年制造的一臺(tái)同型號(hào)電機(jī)替換下1997年產(chǎn)品試運(yùn)行，運(yùn)行僅6天就因機(jī)組振動(dòng)而停機(jī)。抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子負(fù)荷端阻尼環(huán)連板三處斷裂，非負(fù)荷端阻尼環(huán)連板變形嚴(yán)重。由此看來(lái)，電機(jī)的振動(dòng)系由阻尼環(huán)連板斷裂、變形引起。電機(jī)無(wú)法運(yùn)行，由哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)運(yùn)回處理。

　　2原因剖析先介紹這臺(tái)電機(jī)磁極與阻尼繞組的結(jié)構(gòu)：磁極為實(shí)心凸極式，阻尼繞組由阻尼環(huán)與極靴組成。阻尼環(huán)由10X70紫銅板制成，其一部份壓焊在極靴端面，另一部份伸出磁極。阻尼環(huán)之間的連接：97年的電機(jī)為硬連接，01年生產(chǎn)的電機(jī)為軟連接。

　　每次阻尼環(huán)連板開(kāi)裂或斷裂均發(fā)生在連板的彎角處，見(jiàn)。

　　與哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)簽訂第一臺(tái)電機(jī)技術(shù)協(xié)議時(shí)，其電機(jī)負(fù)荷即被拖動(dòng)風(fēng)機(jī)的飛輪力矩GD2<8500kg-m2（風(fēng)量為10000m3），起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓須>70%額定電壓，起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)17s.在投入運(yùn)行時(shí)，由于生產(chǎn)工藝參數(shù)變動(dòng)，拖動(dòng)2風(fēng)機(jī)飛輪力矩至11530kg-m2（風(fēng)量為12000m3），起動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓由于電網(wǎng)只能調(diào)到55%額定電壓，致使起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)38s，為導(dǎo)致以上后果的原因。

　　風(fēng)機(jī)飛輪力矩的大，使阻尼環(huán)溫升a及起動(dòng)時(shí)阻尼繞組的損耗熱量I大。

　　有關(guān)公式見(jiàn)的同步電機(jī)篇。

　　阻尼繞組的溫升將超出原設(shè)計(jì)值的0.35倍以降，熱應(yīng)力加。

　　電機(jī)端電壓只有56%，無(wú)法滿(mǎn)足電機(jī)起動(dòng)時(shí)75%額定電壓的要求。致使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降較多，起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)到38s.所以，該阻尼繞組在起動(dòng)過(guò)程中不但承受超出設(shè)計(jì)值0.35倍的溫升，且承熱時(shí)間要延長(zhǎng)一倍以上。據(jù)了解，包鋼燒結(jié)廠(chǎng)同型號(hào)電機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)飛輪力矩為9200kg-m，在起動(dòng)時(shí)從端部觀察到阻尼環(huán)燒得通紅（此時(shí)起動(dòng)電流高達(dá)8000A左右）。我公司燒結(jié)廠(chǎng)2風(fēng)機(jī)屬技改工程，生產(chǎn)處于磨合期，電機(jī)起動(dòng)頻繁，阻尼繞組多次處于長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱狀態(tài)，阻尼環(huán)及阻尼環(huán)連板發(fā)熱產(chǎn)生變形，從高溫到常溫的反復(fù)應(yīng)力導(dǎo)致連板彎角處應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂紋，造成阻尼環(huán)連板斷裂。

　　3改進(jìn)措施鑒于以上原因，公司與哈電對(duì)4000kW電機(jī)是否和2電機(jī)負(fù)載相匹配，進(jìn)行了探討，一致認(rèn)為是匹配的。但是在起動(dòng)過(guò)程中，阻尼環(huán)與連板截面積與起動(dòng)時(shí)電流密度過(guò)高，引起過(guò)熱；且因起動(dòng)電壓與要求相距較大，導(dǎo)致起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。故哈電作了如下修改：調(diào)整阻尼繞組的電阻，將阻尼環(huán)截面阻尼環(huán)之間的連接改為軟連接，將10mmX70mm的紫銅板改為0.5X110mm的錫青銅帶20片迭壓銀焊成一體。

　　提高電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電壓，將降壓起動(dòng)電阻由8W降為4.8W，起動(dòng)時(shí)端電壓上升到62%額定電壓（因現(xiàn)場(chǎng)條件無(wú)法達(dá)到70%額定電壓）。

　　2002年2月改進(jìn)后的電機(jī)投入運(yùn)行，僅運(yùn)行6天又發(fā)生如前的故障。檢查發(fā)現(xiàn)：負(fù)荷端三個(gè)斷裂處均在阻尼環(huán)軟連接位置，且每處最上面一層的連接片變色，且嚴(yán)重退火。由此電機(jī)運(yùn)回哈電，哈電對(duì)該電機(jī)作如下改進(jìn)：板多片迭壓，兩端采用銀焊；（2）阻尼環(huán)連接片焊接后設(shè)螺栓把緊固定，見(jiàn)；阻尼環(huán)軟板采用日本TOSHIBA公司同哈電合作生產(chǎn)的機(jī)械強(qiáng)度好、高導(dǎo)電性能的材料；采取措施減小阻尼環(huán)連接處的接觸電阻。

　　該電機(jī)于2002年5月投入運(yùn)行至今，運(yùn)行正常，每次小修時(shí)檢查阻尼環(huán)都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂、斷裂現(xiàn)象，且紫銅板及軟連接片色澤如初。