發電機滑環拋光技術的研究

蘇武

【摘 要】當火力發電廠發電機滑環表面磨損后，要將表面加工平整，傳統作法是將發電機轉子抽出來，送到機床上進行加工，費時費力；較為先進節能的辦法是將發電機滑環在線車削后進行手工拋光。由于發電機自身轉速慢，一般為5r/min左右，短時間手工拋光效果較差，不間斷拋光時間約為16小時才能基本滿足質量要求，大量消耗人力。本文圍繞發電機滑環拋光技術運用、提高修磨精度及效率等方面展開闡述。

【關鍵詞】發電機滑環；光潔度；表面加工

中圖分類號： TM31 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）08-0157-001

【Abstract】when the surface of the generator slip ring of the thermal power plant is worn out， the surface should be machined and smoothed. The traditional method is to remove the generator rotor and send it to the machine tool for processing. The more advanced energy saving method is the manual polishing of the generator slip ring. Due to the slow speed of the generator itself， it is generally about 5r/min. The manual polishing effect is poor in short time， and the continuous polishing time is about 16 hours to basically meet the quality requirements and consume a lot of manpower. This paper elaborates on the application of the polishing technology of the generator slip ring and the improvement of grinding precision and efficiency.

【Key words】Generator slip ring；Finish；Surface finish

0 引言

由于機組投運初期，對發電機滑環表面雜質特別是氧化層的處理不徹底、滑環光潔度不高，使滑環與碳刷接觸不好，滑環溫度升高，降低了滑環合金的強度，磨損程度增加，久而久之，滑環表面就出現了不同程度的粒狀銹斑，嚴重影響安全生產及設備正常運行。

本文通過對發電機滑環拋光技術的研究，不但解決了傳統加工效率低、光潔度差等問題，而且此新技術可現場修復，免去了避免設備廠外維修運輸安全的困擾，降低修復費用。

1 發電機滑環磨損原因

發電機主要由定子、轉子、端蓋、電刷、機座及軸承等部件構成。定子由機座、定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結構件組成；轉子由轉子鐵芯、轉子磁極（有磁扼.磁極繞組）、滑環、風扇及轉軸等部件組成。通過軸承、機座及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，通過滑環通入一定勵磁電流，使轉子成為一個旋轉磁場，定子線圈做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。

發電機滑環就是我們傳統的集電環，用于電機的換向器上作為導出導入電流的滑動接觸體，它的導電、導熱以及潤滑性能良好，并具有一定的機械強度和換向性火花的本能。幾乎所有的電機都使用碳刷，它是電機的重要組成部件。因此集電環在電機中起著輸入/輸出電流和換向的作用，集電環的耐磨程度直接影響著電機的使用壽命。

發電機滑環磨損造成原因分為純機械磨損及在電流作用下的電氣磨損和機械磨損兩種。純機械磨損是由于碳刷和滑環表面相接觸，在彈簧壓力及材料形變共同作用下，使直接接觸部分互相摩擦嵌入；而在電流作用下的電氣磨損和機械磨損是指由于電弧高溫和放電等因素作用，使極面材料收到損傷，并同時伴隨機械磨損。

2 發電機滑環拋光技術

由于發電機是半球型瓦，因而在盤車轉速下完全可以保證加工精度要求（切忌在200～500轉/分下進行修復滑環表面，因為加工時間較長，在低速下汽輪機葉片將汽蝕嚴重）。現場測量所用方法的支架尺寸并進行加工，然后安裝車床刀架。修復時注意手動車刀高度應保持與滑環中心重合，選用硬度合金車刀，切削時從勵側滑環開始，經過多次反復修復可保證滑環表面粗糙度能達1.6～0.8μm。

用磁力表測發電機負極勵磁滑環的偏心度，將電動砂輪機取代刀架安裝到支架上，檢查轉子滑環徑向跳動量后啟動發電機盤車。電動砂輪機安裝上粗砂輪片，貼上自粘粗砂紙，并使其與發電機轉子相向運動。砂輪機進退及砂輪片的遠近由人為操控，根據砂紙與滑環的接觸情況（以砂輪平穩轉動，不產生跳躍）調整好拋光量，由發電機端向汽機端方向開始，緩慢沿軸向成一條直線進行研磨發電機勵磁滑環（每次研磨量在50μm左右）；再重新調整進刀量，由末端沿軸向成一條直線返回，這樣經過反復來回的粗磨，使滑環負極的整圈凹槽磨平。更換細砂紙后，用同樣的方法進行研磨，經過反復若干個循環再轉到拋光程序。

用#1細砂紙進行表面拋光，光潔度可修復至1-3.2um間，若想提高可再用金相砂紙繼續上面工序。

由于拋光過程中出現大量的金屬粉末，容易進入軸瓦磨傷軸頸；此外，金屬粉末夾雜在空氣中容易讓操作者吸入體內，對人體造成較大損害。故此，拋光裝置還設計配備有吸塵部分，真空度控制在50Kpa左右，通過負壓將拋光過程產生的金屬粉末進行收集，避免造成環境、設備、人體的損害。

通過以上滑環拋光技術工藝的實施，能有效的消除滑環表面的燒蝕、氧化皮及磨損，改善表面粗糙度、橢圓度及滑環工作面偏心擺動情況。

發電機滑環車削

修復效果圖

3 經濟效益及社會效益

近年來電力行業的蓬勃發展給運行設備的性能、運行工況等的提高帶來了挑戰。在電廠檢修維護中，1臺60WM機組因發電機滑環表面損傷等原因被迫停機檢修或延長檢修工期的費用約10萬元/天，減少供電額200萬元/天以上，特別是大型軸類廠外修復項目除了需較長運輸時間、較大檢修費用外，還需承擔設備運輸途中安全風險。

此外，發電機滑環的現場拋光修復可以減少維護檢修次數和成本，穩定發電機運行工況，碳刷消耗也會大幅度降低，有利于實現節約能源的大目標，有效保證電力設備的穩定運行，屬于再制造領域。節能降耗是國家實施可持續發展戰略的一個重要課題，也是電力行業永恒的主題，體現在企業的價值取向和管理體系中。

【參考文獻】

[1]陳碧輝，曾旭.發電機組滑環溫度的紅外在線監測[J].云南水力發電，2006年05期.

[2]白淑華，佟樹平.發電機滑環打火處理[J].內蒙古電力技術，2006年S4期.