高壓電機磁場中心調整新方法

梁文贊 周建設 農 海

（廣西華宏水泥股份有限公司，廣西 南寧 530299）

高壓電機磁場中心調整新方法

梁文贊 周建設 農 海

（廣西華宏水泥股份有限公司，廣西 南寧 530299）

介紹了新的高壓電機磁場中心調整方法—加速度法，應用效果良好。

磁場中心調整；牛頓運動第二定律；受力分析；應用

廣西華宏水泥股份有限公司1000t/d旋窯生產線粉煤供應系統煤磨主電機型號為YRKK450——8，280kW，6kV，1993年生產，端蓋式軸承座。2010年2月，電機軸承發生嚴重異常磨損：前軸承6228滾道兩側磨損不對稱約4.5mm。經過分析得知，原因是電機磁場中心不重合。然而，應用靜態平衡法調整卻解決不了該問題。運用牛頓運動第二定律，根據力與加速度之間的關系和特點調整電機磁場中心，最終解決了該問題，由此得出了一種新的高壓電機磁場中心調整方法——加速度法。

一、傳統調心法的不足

高壓電機定子鐵心長度一般略短于轉子鐵心長度，安裝要求定轉子鐵心的中心線重合，以避免電動機運行時產生軸向竄動。一般要求前后兩端定子鐵芯圓周端面與轉子鐵芯圓周端面的距離相等，即兩者平衡，a=b（圖1）。此時，a端電流對軸承軸向電磁力Fa與b端電流對軸承軸向電磁力Fb大小相等，方向相反，電機運行時不會令電機轉軸產生軸向竄動。

圖1

靜態平衡法具體調整方法是：在電機停機（靜態）狀態下，把定轉子兩端各畫4點，每點相隔90°，分別測出每一位置的端面距離，如圖2所示。

圖2 測量定、轉子鐵心端面距離偏差方法

轉動轉子，分0°、90°、180°、270°4個位置按上述方法，測出數據，如圖3所示。

圖3 測出轉子4個位置數據

按如下公式計算出每個位置sx（x=a，b，c，d）的軸向偏差：

按下式計算需調整距離的大小：

最后把轉子移動s值。

按照上述方法調整后，定子鐵芯圓周端面與轉子鐵芯圓周前后兩者的距離平衡，電機運行后，電機磁場中心一般都處于重合狀態。

但是，由于定子前后兩端部線圈在空間中的分布位置、形狀、長度、剛度、變形、松動、振動等有差異，即使a=b，a與b端磁力并不平衡，電機轉軸將產軸向竄動。由于傳統的靜態平衡法定無法滿足電機運行要求，因此，需要新的調整方法，可以應用牛頓運動第二定律，根據力與加速度關系進行調整，解決磁力平衡問題。

二、受力分析

為了簡化理論分析與計算，對電機軸承座作如下假設：（1）連接剛度同等性；（2）受力與振動具有相同關聯性；（3）完全彈性。此外對電機作如下假設：（1）定子、轉子三相對稱；（2）無軸電流。

取電機軸承座表面任一質點A軸向受力分析，如圖4所示：電機運行任一瞬時，作用在A點的軸向力有溫度內力F溫度、拉伸力F拉、壓縮力F壓、剪切力F剪切、扭轉力Fm，令合力為∑F 。

圖4

經過分析計算得出∑Fz=∑ma（m為轉子質量，a為轉子加速度），m固定不變，所以得出結論：（1）磁場中心重合度誤差值變化使a變化，a變化是磁場中心重合度誤差值變化的結果，只要知道a變化就知道磁場中心重合度誤差值的變化。（2）∑Fz最小時，a最小，磁場中心處于重合狀態。

三、加速度法

根據上述結論可知，當電機軸承座表面任一質點A的軸向加速度最小時，電機磁場中心處于重合狀態。因此，我們可以測量電機軸承座表面任一質點A的軸向加速度值，記錄加速度值最小時電機兩端定子鐵芯圓周端面與轉子鐵芯圓周端面的距離值，此距離值就是需要調整的靜態定子鐵芯圓周端面與轉子鐵芯圓周端面的距離值。

具體調整方法如下。

1.粗調

（1）把電機約束端軸承室更換為測量環，測量環外圈精度與電機約束端軸室外圈相同，測量環內圈與電機軸為滑配。

（2）安裝電機前后軸承。

（3）電機斷電時調整圖1中a、b值，令a=b。

（4）調整電機氣隙，要求誤差＜10%。

（5）調整電機軸承水平度，其值小于0.02/1000mm。

（6）測量電機空機運轉時轉軸軸向竄動量g及方向。

（7）根據轉軸軸向竄動量g及竄動方向，計算電機空機運轉時的a、b值，計作a0、b0。

2.精調

（1）拆下測量環，裝上軸承室。

（2）安裝前后軸承。

（3）重新調整定轉子鐵心周圍端面距離，令a=a0、b=b0。

（4）重新調整電機氣隙值，要求誤差＜10%。

（5）測量由前軸承座軸向方向振動加速度值。

（6）改變a值、b值，重復第3到第5步工作。

（7）記錄每一位置的竄動方向、a值、b值、（a-b）值、加速度值，從記錄中找出加速度值最小者，將其對應的a值、b值，記作aZ、bZ。

（8）調整定子鐵芯圓周端面與轉子鐵芯圓周前后兩者的距離值為aZ、bZ。

按照這一方法調整，電機運行后，電機磁場中心一般都處于重合狀態，能夠解決a=b而電機軸間竄動這一問題，這一方法稱為“加速度法”。

四、應用實例

2012年4月，我們運用加速度法調整了我公司旋窯主電機YRKK450—8的磁場中心，解決了電機磁場中心不重合問題。

調整方法如前所述，現將精調a、b值記錄如表1所示。

表1

由表1可知，2號位置加速度值最小，相應位置的a=-0.4mm，b=8.4mm。

最終調整電機靜態a=-0.4mm，靜態b=8.4mm，電機能正常運行至今。

[1]趙家禮等.三相高壓交流電動機修理[M].機械工業出版社.

[2]胡仰馨.理論力學[M].高等教育出版社.

[3]程守洙，江之永.普通物理學（第六版）[M].高等教育出版社.

（二等獎獲獎征文）

TM3

B

1671-0711（2015）05-0068-02