主軋機同步電機定子鐵芯齒壓板松動處理技術(shù)

鄧勇

（攀鋼集團工程技術(shù)有限公司，四川 攀枝花617000）

攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司（以下簡稱攀鋼釩公司）3#主軋機同步電機位于冷軋廠6輥4機架軋制生產(chǎn)線，主要是完成主軋機傳動功能，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臺主軋機電機，為連續(xù)單線生產(chǎn)方式，即任何一臺電機發(fā)生故障，都會導(dǎo)致軋制生產(chǎn)線停產(chǎn)，進(jìn)而影響后續(xù)生產(chǎn)。

3#主軋機電機的穩(wěn)定運行，關(guān)系冷軋廠的全線正常生產(chǎn)，而齒壓板作為電機定子鐵芯兩端壓緊鐵芯的金屬壓板，是電機本體的一個重要部件。齒壓板松動會引起電機發(fā)生輕微掃膛，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣為零，系統(tǒng)自動報警停機。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)定運行。通過對冷軋廠3#主軋機電機齒壓板松動原因進(jìn)行分析，采取相應(yīng)安全可靠的措施，取得了良好效果，本文對此加以介紹。

1 電機故障情況及原因分析

1.1 電機參數(shù)

電機主要參數(shù)如表1所示。

表1 電機主要參數(shù)

1.2 電機故障情況

電機故障情況主要表現(xiàn)在齒壓板松動，其松動故障情況如圖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，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 齒壓板松動故障現(xiàn)象

1.3 電機故障原因分析

1.3.1 電機原設(shè)計制造缺陷

3#主軋機電機此類大型同步電機在早期的設(shè)計、制造時，其定子鐵芯硅鋼片的疊壓工藝存在一定缺陷，設(shè)計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，也未采取均勻錯位疊裝措施，使整個定子鐵芯長度在各個部位存在較大的偏差，在電機運行過程中，因鐵芯振動或者熱脹冷縮發(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定子齒壓板沒有采取必要的防松脫措施，導(dǎo)致齒壓板根部焊接點開裂后，齒壓板發(fā)生松動移位問題。

1.3.3 齒壓板材質(zhì)選型問題

早期的大型同步電機定子齒壓板材質(zhì)采用普通鐵磁材料，具有一定的導(dǎo)磁性，在轉(zhuǎn)子磁場力的作用下［2］，松動的齒壓板向著轉(zhuǎn)子軸心方向移動，導(dǎo)致齒壓板冒出定子鐵芯，出現(xiàn)定、轉(zhuǎn)子掃膛問題。電機定子對地絕緣檢測裝置及時跳閘并報警，電機短時停機，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）對齒壓板進(jìn)行兩側(cè)周向限位，防止因齒壓板松動向兩側(cè)移動，摩擦線圈絕緣，引發(fā)繞組對地放炮事故；增大齒壓板徑向移動摩擦力，限制齒壓板徑向移動。

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

2.2 實施步驟

（1）剔除定子非負(fù)荷端槽楔超出齒壓板長度部分［1］，做為安裝浸膠滌玻氈的位置，剔除過程中，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渣吹掃干凈，槽楔剔除示意圖如圖2所示，槽楔剔除后的實物圖見圖3。

圖2 槽楔剔除示意圖

圖3 槽楔剔除后實物圖

（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，長度要準(zhǔn)備充足，約為定子內(nèi)圓周長的5倍，確保將整個定子一側(cè)的齒壓板全部連續(xù)塞緊無斷點，實現(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，將滌玻氈對折，玻璃絲板夾在滌玻氈中間，在玻璃絲板的帶動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，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，高度不超過槽楔上表面；同時在環(huán)氧樹脂膠未凝固前再在其表面敷設(shè)一條整長玻璃絲帶，圍繞定子一側(cè)形成一個整圈，進(jìn)一步加強整體固定效果，為方便作業(yè)，作業(yè)過程需佩戴橡膠手套，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，對環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行干燥固化，提高其整體機械強度及耐腐蝕性。

（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際效果

圖5 措施實施后的整體示意圖

3 改進(jìn)技術(shù)特點及效果

此次檢修技術(shù)改進(jìn)主要有以下幾個優(yōu)點：

（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）避免對電機原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過多破壞，形成新的故障隱患點［1］；

（3）措施易實施，工藝難度小，質(zhì)量更易保證，可靠性更強；

（4）原計劃工期為5天，實際完成工期僅為3天，縮短了檢修工期。

檢修完成后，對電機定期安排6次檢修質(zhì)量跟蹤，打開電機風(fēng)擋，檢查處理效果。發(fā)現(xiàn)定子處理部分均完好，電機運行穩(wěn)定、正常。

2018年12月13日，電機現(xiàn)場開風(fēng)擋檢查，其環(huán)氧涂抹部分完好平整，沒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)場實物圖見圖6。

圖6 齒壓板采取改進(jìn)措施后的現(xiàn)場實物圖

4 結(jié)語

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