主軋機(jī)同步電機(jī)定子鐵芯齒壓板松動(dòng)處理技術(shù)

鄧勇

（攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，四川 攀枝花617000）

攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司（以下簡(jiǎn)稱攀鋼釩公司）3#主軋機(jī)同步電機(jī)位于冷軋廠6輥4機(jī)架軋制生產(chǎn)線，主要是完成主軋機(jī)傳動(dòng)功能，將厚度為2.5～5.0 mm的熱軋板軋制成0.25～2.0 mm的冷軋板，該工藝屬于冷軋廠生產(chǎn)線的初始工序。生產(chǎn)線上共有4臺(tái)主軋機(jī)電機(jī)，為連續(xù)單線生產(chǎn)方式，即任何一臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障，都會(huì)導(dǎo)致軋制生產(chǎn)線停產(chǎn)，進(jìn)而影響后續(xù)生產(chǎn)。

3#主軋機(jī)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系冷軋廠的全線正常生產(chǎn)，而齒壓板作為電機(jī)定子鐵芯兩端壓緊鐵芯的金屬壓板，是電機(jī)本體的一個(gè)重要部件。齒壓板松動(dòng)會(huì)引起電機(jī)發(fā)生輕微掃膛，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地絕緣為零，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警停機(jī)。該故障從2016年年底至2017年10月，已經(jīng)連續(xù)發(fā)生三次事故，屬于極不正常的故障現(xiàn)象。因此，定子鐵芯兩端齒壓板松動(dòng)故障隱患必須予以解決，才能確保全廠生產(chǎn)線的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)冷軋廠3#主軋機(jī)電機(jī)齒壓板松動(dòng)原因進(jìn)行分析，采取相應(yīng)安全可靠的措施，取得了良好效果，本文對(duì)此加以介紹。

1 電機(jī)故障情況及原因分析

1.1 電機(jī)參數(shù)

電機(jī)主要參數(shù)如表1所示。

表1 電機(jī)主要參數(shù)

1.2 電機(jī)故障情況

電機(jī)故障情況主要表現(xiàn)在齒壓板松動(dòng)，其松動(dòng)故障情況如圖1所示。由圖1可知，齒壓板均向轉(zhuǎn)子軸心方向進(jìn)行了移動(dòng)，高出定子鐵芯內(nèi)表面，造成定、轉(zhuǎn)子輕微掃膛，從而導(dǎo)致定子接地故障的發(fā)生。

圖1 齒壓板松動(dòng)故障現(xiàn)象

1.3 電機(jī)故障原因分析

1.3.1 電機(jī)原設(shè)計(jì)制造缺陷

3#主軋機(jī)電機(jī)此類大型同步電機(jī)在早期的設(shè)計(jì)、制造時(shí)，其定子鐵芯硅鋼片的疊壓工藝存在一定缺陷，設(shè)計(jì)人員未能充分考慮到每張硅鋼片不同部位厚度不均勻的危害性，也未采取均勻錯(cuò)位疊裝措施，使整個(gè)定子鐵芯長(zhǎng)度在各個(gè)部位存在較大的偏差，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，因鐵芯振動(dòng)或者熱脹冷縮發(fā)生齒脹現(xiàn)象［1］，導(dǎo)致焊接在硅鋼片外表面的齒壓板受力不均，從而發(fā)生開裂。

1.3.2 齒壓板未采取防松脫措施

早期的大型同步電機(jī)定子齒壓板沒(méi)有采取必要的防松脫措施，導(dǎo)致齒壓板根部焊接點(diǎn)開裂后，齒壓板發(fā)生松動(dòng)移位問(wèn)題。

1.3.3 齒壓板材質(zhì)選型問(wèn)題

早期的大型同步電機(jī)定子齒壓板材質(zhì)采用普通鐵磁材料，具有一定的導(dǎo)磁性，在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)力的作用下［2］，松動(dòng)的齒壓板向著轉(zhuǎn)子軸心方向移動(dòng)，導(dǎo)致齒壓板冒出定子鐵芯，出現(xiàn)定、轉(zhuǎn)子掃膛問(wèn)題。電機(jī)定子對(duì)地絕緣檢測(cè)裝置及時(shí)跳閘并報(bào)警，電機(jī)短時(shí)停機(jī)，從而避免了重大設(shè)備事故的發(fā)生。

2 改進(jìn)措施

2.1 改進(jìn)方案

（1）對(duì)齒壓板進(jìn)行兩側(cè)周向限位，防止因齒壓板松動(dòng)向兩側(cè)移動(dòng)，摩擦線圈絕緣，引發(fā)繞組對(duì)地放炮事故；增大齒壓板徑向移動(dòng)摩擦力，限制齒壓板徑向移動(dòng)。

（2）對(duì)齒壓板頂部進(jìn)行徑向限位，防止因齒壓板松動(dòng)冒出定子鐵芯，與轉(zhuǎn)子接觸發(fā)生掃膛事故。

2.2 實(shí)施步驟

（1）剔除定子非負(fù)荷端槽楔超出齒壓板長(zhǎng)度部分［1］，做為安裝浸膠滌玻氈的位置，剔除過(guò)程中，注意控制力度，防止剔刀傷及線圈絕緣，全部槽楔剔除完成后，進(jìn)行吹風(fēng)清掃，將剔除部分的槽楔殘?jiān)祾吒蓛?，槽楔剔除示意圖如圖2所示，槽楔剔除后的實(shí)物圖見圖3。

圖2 槽楔剔除示意圖

圖3 槽楔剔除后實(shí)物圖

（2）玻璃絲板、滌玻氈和環(huán)氧樹脂膠的準(zhǔn)備

① 玻璃絲板規(guī)格的確定：厚度為1.5 mm，長(zhǎng)度比雙層高壓線圈總高度略低3 mm左右，寬度與齒壓板的寬度相當(dāng)即可，數(shù)量為定子槽數(shù)的2倍，可適當(dāng)多準(zhǔn)備一些以做備用。

② 滌玻氈規(guī)格的確定：厚度為2.0 mm，寬度等同于玻璃絲板寬度，長(zhǎng)度要準(zhǔn)備充足，約為定子內(nèi)圓周長(zhǎng)的5倍，確保將整個(gè)定子一側(cè)的齒壓板全部連續(xù)塞緊無(wú)斷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整體固定的效果。

③ 環(huán)氧樹脂膠：按1∶1比例配制干燥劑和環(huán)氧樹脂，并加入適量云母粉，一起攪拌均勻［1］，分兩次配制使用，第一次為浸蘸滌玻氈，第二次填平齒壓板和線圈出口槽沿定子圓周的內(nèi)表面，使之成為連續(xù)平滑的整體表面。

（3）在齒壓板與定子線圈的兩側(cè)間隙嵌入玻璃絲板和浸膠后的滌玻氈，將滌玻氈對(duì)折，玻璃絲板夾在滌玻氈中間，在玻璃絲板的帶動(dòng)下將滌玻氈平整嵌入齒壓板兩側(cè)間隙內(nèi)，玻璃絲板及滌玻氈嵌入后的實(shí)際效果如圖4所示。

（4）第二次配制好環(huán)氧樹脂膠，當(dāng)膠達(dá)到半凝固狀態(tài)時(shí)，將其連續(xù)均勻涂敷在齒壓板頂部包括其斜邊部位和線圈出口槽的直邊部分，保證表面平滑，高度不超過(guò)槽楔上表面；同時(shí)在環(huán)氧樹脂膠未凝固前再在其表面敷設(shè)一條整長(zhǎng)玻璃絲帶，圍繞定子一側(cè)形成一個(gè)整圈，進(jìn)一步加強(qiáng)整體固定效果，為方便作業(yè)，作業(yè)過(guò)程需佩戴橡膠手套，注意做好清理工作，防止雜物進(jìn)入定子內(nèi)部。

（5）定子入爐，對(duì)環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行干燥固化，提高其整體機(jī)械強(qiáng)度及耐腐蝕性。

（6）定子內(nèi)部表面噴紅瓷漆，提高其電氣性能和抗腐蝕性。

措施實(shí)施后的整體示意圖如圖5所示。

圖4 玻璃絲板及滌玻氈嵌入后的實(shí)際效果

圖5 措施實(shí)施后的整體示意圖

3 改進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)及效果

此次檢修技術(shù)改進(jìn)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）取代電焊或氬弧焊加固齒壓板的常規(guī)工藝措施，避免焊接過(guò)程產(chǎn)生的高溫?fù)p傷線圈絕緣以及焊渣不易清理的工藝隱患［1］；

（2）避免對(duì)電機(jī)原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)多破壞，形成新的故障隱患點(diǎn)［1］；

（3）措施易實(shí)施，工藝難度小，質(zhì)量更易保證，可靠性更強(qiáng)；

（4）原計(jì)劃工期為5天，實(shí)際完成工期僅為3天，縮短了檢修工期。

檢修完成后，對(duì)電機(jī)定期安排6次檢修質(zhì)量跟蹤，打開電機(jī)風(fēng)擋，檢查處理效果。發(fā)現(xiàn)定子處理部分均完好，電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、正常。

2018年12月13日，電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)開風(fēng)擋檢查，其環(huán)氧涂抹部分完好平整，沒(méi)有任何變形和開裂情況，處理措施穩(wěn)定、有效，齒壓板采取改進(jìn)措施后的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖見圖6。

圖6 齒壓板采取改進(jìn)措施后的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)攀鋼釩公司冷軋廠3#主軋機(jī)4 500 kW同步電機(jī)定子鐵芯齒壓板松動(dòng)缺陷采取改進(jìn)性修復(fù)措施，電機(jī)從改造前一年內(nèi)發(fā)生三次設(shè)備緊急事故，到目前在線運(yùn)行7個(gè)月以上未發(fā)生故障，并通過(guò)定期開風(fēng)擋跟蹤檢查處理效果，確認(rèn)檢修點(diǎn)完好無(wú)異常，達(dá)到了預(yù)期目的，有效解決了定子齒壓板松動(dòng)移位的質(zhì)量隱患，確保了電機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行，為冷軋廠的生產(chǎn)順行提供了可靠保障。