行車交流電機(jī)氣隙變動的原因及對策

摘 要： 氣隙是電機(jī)的一個重要參數(shù)，它直接影響電機(jī)的安全。本文描述了行車交流繞線式軸承電機(jī)的氣隙變動帶來的一系列危害，闡述了電機(jī)氣隙變動的原因，介紹了相關(guān)問題的解決辦法，提出了應(yīng)該注意的事項(xiàng)及對電機(jī)的測量和管理辦法。

關(guān)鍵詞： 行車交流電機(jī) 氣隙變動 原因 對策

電機(jī)作為傳動系統(tǒng)的動力源，在企業(yè)里隨處可見，尤其在冶金行業(yè)，行車電機(jī)被稱為主電機(jī)（大型電機(jī)）。它們的運(yùn)行狀況直接影響到冶金生產(chǎn)是否能正常進(jìn)行，以及能源的消耗和產(chǎn)品的成本問題。行車電機(jī)采用交流繞線式軸承電機(jī)，這種電機(jī)的氣隙較小，如果氣隙不均勻，將影響電機(jī)的性能，嚴(yán)重的還會引起轉(zhuǎn)子掃膛，甚至造成接地、短路等故障，因此，必須采取措施將電機(jī)氣隙的不均勻度控制在允許的范圍之內(nèi)。在行車電機(jī)安裝與維護(hù)中，用塞尺（250mm—500mm）測量電機(jī)上下左右四處轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙，氣隙應(yīng)力求均勻，最大值與最小值之差不得超過規(guī)定值的15%，這樣才是均勻的氣隙。但考慮電機(jī)運(yùn)行時，由于軸承油膜的出現(xiàn)會影響到氣隙的變化，因此，在校氣隙時，可使上方氣隙比下方的氣隙大0.10—0.15mm。在電機(jī)運(yùn)行中，氣隙不是恒定不變的，而是受諸多因素的影響而變化，為保證電機(jī)安全運(yùn)行，有必要搞清楚氣隙變化的原因，并采取相應(yīng)措施來校正。為此，筆者對行車交流電機(jī)氣隙變動的原因作了較為詳細(xì)的分析，并提出了相應(yīng)的措施，同時就氣隙的測量及管理給出了一些意見，僅供參考。

一、導(dǎo)致氣隙變動的原因和相應(yīng)對策

1.電機(jī)軸瓦對氣隙的影響。

正常情況下運(yùn)行中的電機(jī)上半軸瓦表面會建立一層潤滑油膜，對軸瓦起保護(hù)作用，但是某些意外情況會造成軸瓦的損壞，如軸瓦缺油、軸瓦內(nèi)部進(jìn)入固體雜質(zhì)、滑環(huán)軸承座同公用底盤間絕緣不良引起軸電流增大，導(dǎo)致軸與軸承間產(chǎn)生電弧，打毛等造成軸瓦過熱高溫而燒壞；又如負(fù)載強(qiáng)烈沖擊及振動后，使下半軸瓦澆烏金層破裂。由于軸瓦損壞，轉(zhuǎn)子的下落，造成氣隙不均勻，上大下小，嚴(yán)重時會引起掃膛，若發(fā)現(xiàn)后不及時修理會引起匝間短路，燒毀電機(jī)繞組，甚至造成更嚴(yán)重的后果，因此我們應(yīng)該及時更換同型號、同規(guī)格的軸承。

2.軸承與軸之間間隙偏大，電機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子被吸偏到一側(cè)。

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，定子內(nèi)部形成隨時間略有變化的旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生吸引力，當(dāng)電機(jī)軸與軸承間隙較大時，轉(zhuǎn)子被吸到較小的一側(cè)，這樣間隙小的一側(cè)氣隙變得更小，而大的一側(cè)氣隙變得更大。同時交流電機(jī)氣隙本來就小，當(dāng)電機(jī)增加負(fù)載時，隨著定子磁場對轉(zhuǎn)子吸引力的電流增大，氣隙偏移更大，嚴(yán)重時造成掃膛。

3.電機(jī)定子移動引起氣隙不均勻。

定子移動會引起電機(jī)氣隙不均勻度增加，但這種情況不多見。

4.定子硅鋼片凸片。

定子硅鋼片凸片一般在氣隙測量時才發(fā)現(xiàn)。由于凸片有個較緩慢的過程，因此，電機(jī)定子各點(diǎn)有必要通過平時測量進(jìn)行跟蹤，現(xiàn)場解決定子的情況，我們可以采用以下方法。

抽出電機(jī)轉(zhuǎn)子檢查凸片的情況，如果凸起數(shù)量不多，就可用拋光機(jī)磨平，但必須控制打磨速度，以防止硅鋼片磨擦發(fā)熱而燒損定子繞組絕緣，磨平以后，用磁鐵吸凈被打磨下的鐵粉，然后用壓縮空氣吹干凈其它雜物。

5.轉(zhuǎn)子變形，造成氣隙不均勻。

轉(zhuǎn)子變形和偏擺，定子與轉(zhuǎn)子之間氣隙不均勻，電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，氣隙循環(huán)變化，導(dǎo)致氣隙磁通不平衡，產(chǎn)生磁偏拉力，且循環(huán)變化，由于交流異步電機(jī)氣隙小，造成定、轉(zhuǎn)子磨擦事故。因此必須車削或者研磨轉(zhuǎn)子，使其成正圓。注意：經(jīng)過加工以后轉(zhuǎn)子直徑會減小，空載電流將上升，功率因素將降低。但只要處理得當(dāng)，對整機(jī)的影響就不大。

6.安裝基礎(chǔ)不平，或運(yùn)行電機(jī)基礎(chǔ)下沉而引起氣隙變化。

7.檢修時因移動軸承座，對氣隙必須作全面的調(diào)整。

在進(jìn)行轉(zhuǎn)子或定子檢修時，均須將端軸承座拆離公用底盤，而調(diào)整與負(fù)載軸同心度，有時需要將軸承座下方的紫銅片加以調(diào)節(jié)，這些工作都會影響到電機(jī)氣隙，最終都要對氣隙作調(diào)整，可采取以下方法：

（1）首先將電機(jī)軸承座、軸承和轉(zhuǎn)子安緊固。

（2）測量氣隙，記下數(shù)據(jù)。

（3）先調(diào)整兩側(cè)氣隙，松開定子地腳螺栓，拔出定位銷，在定子兩側(cè)面的公用底盤各焊接兩只螺帽，用來支頂定子，可使定子在水平方向做微小的調(diào)整及固定。水平方向調(diào)整外殼，用四只螺栓頂緊，緊固定子地腳螺栓，使定子不往一邊滑移。

（4）擰緊定子地腳螺栓，測量上、下方向氣隙，按氣隙調(diào)整要求調(diào)節(jié)定子與公用底盤紫銅片墊片，再緊固地腳螺栓，使氣隙達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

（5）用絞刀重新絞平定位孔，再敲定位銷子。

二、氣隙測量注意事項(xiàng)

既然氣隙的均勻與否對電機(jī)的運(yùn)行如此重要，那么平時就要做好氣隙測量，并在進(jìn)行氣隙測量時做到以下幾點(diǎn)：

1.氣隙中積灰和油污必須清理干凈，運(yùn)行中的電機(jī)由于自身發(fā)熱和灰塵干燥，停機(jī)后應(yīng)及時清灰，用四氧化碳的白紗布在氣隙中拉磨以去除油污。

2.測量電機(jī)氣隙，應(yīng)從兩端測量，通常給定、轉(zhuǎn)子圓周之間取4點(diǎn)，各點(diǎn)相差90度，為了更準(zhǔn)確，可以取6或8點(diǎn)，或者更多，但分布必須均勻。

3.如果氣隙值相差太大，應(yīng)該檢查定、轉(zhuǎn)子是否同心，定子內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子外表面是否成橢圓。

4.氣隙測量中只要求測電機(jī)上下左右共8個點(diǎn)，但對使用時間較長的電機(jī)，除此之外還必須測量氣隙最小的一點(diǎn)，以便以后跟蹤。特別在冶金企業(yè)，起重電機(jī)作為主電機(jī)運(yùn)行尤其重要。

三、電機(jī)氣隙測量的管理

1.指定專人負(fù)責(zé)企業(yè)起升電機(jī)氣隙測量工作，確保測量的規(guī)范和正確性。

2.建立測量電機(jī)和記錄分帳，包括數(shù)據(jù)分析和結(jié)論。

3.每年至少進(jìn)行兩次氣隙測量，對前后測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析氣隙變化的原因和影響因素，總結(jié)分析。

4.氣隙不均勻、嚴(yán)重超標(biāo)的電機(jī)，應(yīng)該嚴(yán)格跟蹤，安排時間調(diào)整。

氣隙是電機(jī)重要的技術(shù)參數(shù)，直接影響電機(jī)運(yùn)行安全，因此，我們不僅要掌握測量分析氣隙的方法和標(biāo)準(zhǔn)，而且要了解影響氣隙的各種因素及解決問題的辦法，做到心中有數(shù)，從而在維護(hù)中抓住要害，消除隱患，確保電機(jī)正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

［１］宋銀賓.電機(jī)拖動基礎(chǔ).冶金工業(yè)出版社，1984.6.1.

［2］劉保錄.電機(jī)拖動與控制.西安電子科技大學(xué)出版社，2006.3.1.

［3］王愛霞.電機(jī)學(xué).中國電力出版社，2005.

［4］嚴(yán)欣平.電機(jī)拖動基礎(chǔ).冶金工業(yè)出版社，2009.

［5］喬長君.電機(jī)修理技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2003.1.