YKK355-6 6KV 250KW電機轉子籠條改造實例

王晨杰

摘?要：簡要分析了YKK系列高壓三相異步電機改造的必要性和可行性，基于電機運行穩定性的角度，闡述了該電機由原鑄鋁籠條轉子改為鼠籠式銅排轉子的原理，并以長興島第二發電廠吸風機YKK355-6?250kW?6KV吸風機電機轉子改造為例，詳細分析了該電機轉子籠條改造方案，并介紹了改造后的電機在實際運行中取得的效果。該方案對于實現發電廠該系列吸風機電機的穩定運行有著重要的借鑒意義。

關鍵詞：吸風機;轉子;籠條改造;穩定

在長興島第二發電廠（以下簡稱長二廠），吸風機也叫引風機，主要作用是從鍋爐中吸出燃燒的熱空氣，在鍋爐爐膛中造出負壓，熱空氣經過各種加熱器后，最終經過除塵和脫硫、脫硝后通過煙囪排向大氣。作為吸風機的原動機，是否能穩定運行將直接影響到整個鍋爐乃至整臺機組的運行情況。

1?電機概況

1.1電機型號參數

1.2電機在運行中存在的問題

該電機在現場運行的工況較為惡劣，且無接入DCS系統，在電廠主控室沒法實時監控電機各項數據（振動、溫度），只能通過在日常巡檢時現場測量該電機的繞組、軸承溫度。在實際使用過程中該電機定子繞組所到達過得最高溫度為140℃，溫升為110K。雖未超過F極絕緣的極限溫度155℃，但已超過了繞組的溫升限值100K。長期在此工況下運行，必會大大降低電機的使用壽命，在沒有條件進行實時監控的情況下，大大提高了電機突發故障的可能性。

1.3電機溫升高原因分析

一般電機在運行的過程中會造成溫升過高的主要原因有以下幾方面：

• 系統電壓超過電動機額定電壓10%，或低于電動機額定電壓5%以上時，電動機在額定負載下容易發熱，溫升增高。

出于對機組運行的安全性考慮，通過調停。對以上可能導致電機溫升高的原因進行逐一分析檢查。排除了電機內外風葉是否裝反、通風道是否堵塞?;吸風機的運行負荷是否過大、被帶負載是否存在機械故障;供電電源是否不平衡或超過、低于電機額定使用電壓等一系列原因。后解體電機、抽出電轉子進行各零部件檢查和繞組絕緣、交直流耐壓試驗，排除了相間短路或接地問題，并發現該電機的轉子為鑄鋁式，見（圖1）。且鑄鋁質量較差，轉子鐵芯較為粗糙，鐵芯表面有明顯的過熱痕跡，鐵芯內的鑄鋁籠條有斷裂的可能。通過轉子斷條檢查器進一步檢查發現確實存在籠條斷裂見（圖2）。為此基本可以確定，該電機存在溫度過高的主要原因在于轉子鑄鋁質量存在問題且有部分籠條發生斷裂造成的。

1.4鑄鋁轉子的優點

鑄鋁轉子是將開槽鐵芯作為一個嵌件放置鑄鋁模中，并注入鋁純度不小于99.5%熔化鋁液，用冷式壓鑄機鑄成由籠條、短路環組成的整體鋁籠。主要優點有以下幾點：

• 鑄鋁轉子的鐵芯槽形不受籠條形狀的限制，可任意選擇有利的槽形，提高電機的起動及運行性能;

1.5鑄鋁轉子的缺點

鑄鋁轉子好比一個隱秘工程，其質量控制主要靠工藝參數保證，從某程度上說，鑄鋁轉子的性能比拼焦點就集中在轉子的鑄鋁的質量上。主要缺點有以下幾點：

1.6?轉子斷條的原因分析

1.7?轉子斷條對電機性能的影響及改進措施

轉子一旦有斷條情況發生，那么轉子的電阻將會增大，導致起動轉矩會變小;轉子電阻變大，另外還會使轉子的損耗增大，效率降低，導致電機轉差率變大、溫升變高。

由于鑄鋁轉子自身特性和制造工藝等原因，可能會產生其在實際鑄造的過程中，因為設備、人員、材料、所選用工藝等問題，會有在本文上述提到影響產品質量的因素存在。考慮到生產的過程中這類因素不一定能完全避免。出于對消除由于鑄鋁轉子本身特質原因造成電機運行過程中可能會存在隱患考慮，為了提高運行時的穩定性和可靠性，最終決定在保證電機性能基本不變的情況下，將鑄鋁式轉子改造為鼠籠銅排轉子。

1.8?鼠籠式銅排轉子的優缺點

2?轉子改造方案

2.1?改造前原電機部分參數

通過測繪并進行電磁計算，電機各項性能如下：

2.2.1銅排轉子各部分主要參數

①此次改造所選用轉子硅鋼片采用50WW600;②鐵芯長530㎜，無徑向通風道，兩端各放置12㎜厚度壓板;③軸向通風孔數量12，直徑Φ28（原電機軸向通風孔數量17，直徑22）;④轉子槽數68槽，槽形為6.2*35.2㎜;⑤銅排尺寸為6*35㎜。硅鋼沖片見圖3：

2.2.2傳統鼠籠式銅轉子存在問題

按照傳統工藝單純由鑄鋁轉子改成籠式銅轉子，電機如頻繁起動，由于集膚效應的存在，籠條的上部或邊角部溫度最高，強度也最低，同時籠條又要傳遞輸出轉矩，所以在端部籠條上部邊角處最易產生裂紋，進而造成籠條容易斷裂。一般來說，矽鋼片的疊壓需要?200T-300T/m2壓力。疊壓完成后，矽鋼片間壓力也有?80T-100T/m2壓力，從該電機結構可以看出，轉子籠條槽低以下的壓板一般為≥10mm?鋼板，能承受疊壓的壓力。但轉子槽間的壓板一般為?1—2mm?左右的鋼板，顯然不能承受這樣的壓力。因此極易造成轉子鐵芯向軸向兩端擴張，也就是兩端矽鋼片上部較易松動。隨著電機的高速旋轉，這些松動的矽鋼片及壓板?1—2mm?會斷裂甩出。

2.2.3用新工藝改造的方案

2.2.4改造前后關鍵性能參數比較分析

3?電機改造后的實際使用情況

通過電機籠條改造，由原先的鑄鋁轉子改為鼠籠銅排轉子之后，在電廠實際運行過程中，各項性能指標（振動、噪聲、電流）均能達到國家標準，繞組溫升始終保持在正常范圍內，且電機的輸出功率也能滿足吸風機的負荷要求，得到了甲方的認可。該電廠還有此型號的電機二臺，通過此次改造也為之后剩下電機的改造積累了寶貴經驗。

參考文獻：

[1]胡虔生.電機學[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]劉景峰.電機檢修[M].北京：中國電力出版社，2005.

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