双鼠笼电机笼条断裂的原因分析及解决方案×××（××××××发电有限责任公司×××× 044602） 摘要：笼条断裂是双鼠笼式电机转子的常见故障，本文通过对××××发电厂#6炉高压电机转子检修时发现的问题及处理方法进行分析和总结。 Abstract: The Cage fracture is a two-squirrel-cage rotor common faults, this paper Douhe by Datang International Power Plant # 6 furnace repair high-pressure rotor and found the problems and treatment methods for analysis and summary。 关键词：双鼠笼，笼条断裂，分析和总结 Key words: double-cage, cage of fracture, analysis and summary 引言 双鼠笼式电机对比单鼠笼电机改善了启动性能，近年来得到广泛应用，但是双鼠笼和单鼠笼电机的共性问题——笼条易断裂至今未得到彻底解决，作者根据××电厂的实践提出新的解决方案。 情况介绍 ××电厂#6炉配备4台排粉机电机，型号为JS1510_4，电压6000V，电流90.8，功率850KW，功率因数0.89，是兰州或沈阳电机厂1983年左右生产的双鼠笼异步电动机，至今已有27年左右。 在本次#6机组炉侧高压电机检修中发现，排粉机电机转子存在不同程度的鼠笼条断裂现象，最严重的断条达20根，并且断条位置都在外笼。 笼条断裂原因分析 一）频繁启动。启动时电流是平时的5~~7倍，此时，笼条因受到较大的感应电流而迅速升温，材质强度下降，热应力增加，再加上电磁扭矩的作用，使笼条产生较大的剪切力和离心力，频繁启动使笼条频繁受到上述力的作用，很容易达到疲劳极限，导致笼条断裂。 二）装配选用尺寸不合适。装配时，笼条与槽之间间隙太大，使笼条在槽内晃动，笼条在受到扭力和离心力的同时，还受到倍频振动，加剧了笼条疲劳极限的形成。 三）笼条伸出槽口与端环连接部分过长，使笼条受到扭力作用时仅靠笼条本身无法承受而产生扭曲变形，甚至断裂。 四）焊接工艺不良。笼条与端环的焊接由磷铜焊条进行点焊的，所以焊接处受力后很容易开焊，另外，断裂后进行补焊修复的笼条因与原笼条不是一次焊接成型，容易形成应力不均，所以补焊后的笼条相邻笼条断裂可能性大为增加。 排粉机电机投运至今已经有将近30年，加之近年来因电力行业发展，机组经常不能满
卧式转子导条自动楔紧装置 技术要求 使用单位编制： 校核： 审核： 批准： 日期：2011年02月20日
卧式转子导条自动楔紧机要求 1.设备名称：卧式转子导条自动楔紧机 2.数量：壹台 3.设备交货周期：合同生效后3个月内 4.设备用途：该设备主要用于动力分散型动车组牵引电机转子导条的卧式楔紧 5.设备安装地点：公司B2栋北头 6.设备安装和使用环境要求 6.1动力条件 1 三相电源50%Hz±2、380%V±15； 2 单相电源220%V±15； 3 照明电源AC36V； 4 控制电源DC24V； 5 压缩空气0.4Mpa-0. 6 Mpa。 6 环境温度-5℃～45℃， ７湿度相对湿度≤９５％ 7.技术规格及基本要求 7.1本机床卧式结构，液压传动楔紧压力，工作台能移进、移出，自动定位，操 纵控制可靠、安全，能联锁控制人为误操作，保障安全，适合于大批量生产。 基础：根据设备要求厂家提供地基图，现场浇铸基础及检修坑。 地脚螺栓：地脚螺栓由厂家提供 本设备的模具更换，操作应简单方便快捷。 7.2技术参数： 本机床应符合如下的参数： 序号项目单位数量备注 1 公称力kN 294 2 缸径mm 80 3 行程mm170 4 工作台尺寸mm 150－160 5 移动工作台移动方式平移式 6 移动工作台伺服电机功率W 400 无极调速
7 平移工作台移动距离mm 1300 8 平移工作台速度mm /min 1440 参考值 9 导轨面平度mm 0.4＋ 0.8L/1000 10 工作台滚轮尺寸mm Φ100 参考值 11 升降工作台托架升降行程mm 170 12 升降工作台托架伺服电机功率w 400 13 升降工作台托架升降速度mm /s 3~34 无极调速 14 升降工作台托架推力N 1764 15 工件回转伺服电机功率w 40 16 工件回转速度r/min 0.2-7.5 17 液压泵电机功率kw 18.5 18 液压泵输出压力MPa 35 19 液压泵输出流量L/min 28.81或151 20 油箱mm 700*600*500 21 油箱容积L 120 22 空气压力MPa 0.5 7.3结构简述及技术要求： 7.3.1该电机转子导条卧式楔紧机由机身、传动系统、导轨、平移工作台，升降 工作台、空气管路、液压系统、电气控制系统组成。 7.3.2 机身：采用框架式全钢焊接结构，要求结构合理，受力变形小，消除全部 的焊接应力。底座与楔紧门架用八个M36螺栓预紧成一体。底座上须有带“T”型槽的工作台板，用以调节工件支撑架长短位置和紧固。 7.3.3 传动系统：平移工作台传动箱安装在机身上，升降工作台传动箱安装在机 身底座，传动丝杆轴、齿轮由45号调质钢件加工，齿轮要求齿面高频淬火，齿轮要求接触面大，丝杆螺纹采用T型螺纹，要求传动力平稳，耐磨损。动力是通过伺服电机传动，使其为往复的直线、上下运动。 7.3.4 平移、升降工作台能实现单独控制移进、移出和升降功能，能轻松携带 0.5T工件移动，伺服电动机经1/10减速机后带动工作台移动，为保证平 移工作台移动轻松，平移工作台底部安装4个滚轮在导轨上往返移动。移
电动机转子笼条断裂的原因分析及预防措施Analyse and Prevent about B reakdow n of E lectric Mober R otor C age 廖松涛 L IAO Song2tao (江西新余发电有限责任公司,江西 新余 338002) 摘要:分析了新电公司200MW汽轮发电机组多年来高压异步电动机转子鼠笼断条原因,提出了一些预防措施。 关键词:电动机;转子;断条;预防措施 中图分类号:TM343.307.1 文献标识码:B 文章编号:1671-8380(2004)04-0022-02 1 引言 厂用电动机是火力发电厂重要的厂用电气设备之一。江西新余发电有限责任公司(以下简称新电公司)两台200MW火力发电机组自1995年、1996年相继投产以来,其厂用高、低压电动机先后发生各种故障100多台次,造成了较大的经济损失,其中一个主要的故障原因就是电动机鼠笼转子断条。本文主要分析高压异步感应电动机转子鼠笼断条故障发生的原因,进而提出了一些相应的预防措施。 2 鼠笼断条的基本特征 ①鼠笼型电机断条多发生在具有频繁,重载启动的鼠笼型电机单、双鼠笼型电机。双鼠笼电机外笼条断条最多,约占断条电机的95%以上,内笼和端环断裂的不到5%。 ②圆形笼条断条的几率大大高于矩形笼条断条的几率,约占断条总数的80%。 ③外笼条断裂时有明显的位移现象。这说明笼条在槽内松动。断条上有明显被槽壁突出的硅钢片磨损的沟槽,在伸出铁芯端笼条有明显的向上变形现象,短路环也有扭曲变形现象。 ④笼条断口多发生在与端环的焊口里侧部位,槽内断条的很少,笼条开焊多发生在笼条与端环的焊接部位。开焊后笼条在离心力作用下向外侧甩出刮伤定子造成定子线圈短路。笼条槽内断口处有明显电弧烧伤痕迹,断口两断面吻合严密,呈脆性疲劳断列性质。 ⑤断条槽的铁芯多有局部过热变色烧损现象,开焊处的端环孔周围也有过热变色及电弧烧伤痕迹。 3 转子断条原因分析 电动机转子频繁发生断条,均是转子受各种应力作用的结果,而且应力超过了笼条所能承受的极限,或是交变应力的长期作用使笼条产生疲劳。主要有以下几方面的原因。 3.1 制造工艺产生的应力和启动时交变应力 由于焊接质量不一致,引起笼条热膨胀有差异,造成笼条之间产生的较大温差。笼条上下的不均匀温升会使笼条产生向转子中心弯曲的应力,端环中强大的启动电流使之发热产生径向位移,造成笼条产生背离转子中心的弯曲应力。笼条铁芯冲孔工艺会使笼条嵌装的松紧程度不一致。当电流的相位不同,传递给端环的振动力会使端环产生扭曲,受力最大的部位仍是笼条的焊接处,而此处恰恰是鼠笼结构最薄弱点。由于热传导性能差异会使各笼条间产生不均匀的温升,因而各笼条之间将产生不同的轴向位移而使笼条产生轴向的拉应力。且使笼条产生电磁振动应力,特别是在电动机刚启动的瞬间,振动幅值达到最大值,是正常运行时50～60倍;频率为100Hz,随着转速的升高和启动电流的增加而增大。由于各应力作用点大都集中于笼条与端环的焊口附近,且每启动一次便交变一次,这样各应力的破坏作用随启动的次数的增加和温升积累而增大。 3.2 负载变化使鼠笼条产生切向交变应力 由于笼条在槽内有一定的间隙,转子铁芯和与 收稿日期:2004-03-13;修订日期:2004-07-19 22广西电力 2004年第4期
鼠笼式电动机转子笼条断裂开焊故障 一、笼条断裂开焊故障的特征 1、笼条断裂的断口呈疲劳断口。 2、笼条断裂的发生与笼条在转子铁芯槽内的夹紧程度密切相关，在槽内松动的笼条容易发 生断裂。 3、一台新电动机发生笼条断裂的起始时间与运行启动次数直接相关。启动频繁的，笼条断 裂发生的时间就早，启动次数少的笼条断裂发生的时间就晚。笼条断裂故障多发生在电动机启动过程中。 4、笼条断裂多发生在端环（短路环）附近，且与笼条和端环的焊接工艺质量密切相关。有 的笼条开焊处检修焊补后，运行不久就开焊。 5、双笼电动机笼条开焊或断裂一般都是从外笼开始，如未能及时发现和处理，则会很快扩 大到整个转子，以致损坏整台电动机。 6、高压电动机，转子笼条断裂在不解体情况下，通常不易被发现，但却常常伴随一些症状 发生，比如产生一定的振动，这种振动是由于转子笼条断裂后，原来的电机定子、转子电磁拉力产生不平衡。虽然有时通过调整动平衡能使振动得到暂时消减，但维持不了多久，出现新的断条时，振动又会加大。此外，仔细观察断条处，可以看到微弱的放电弧光。 7、笼条开焊断裂故障多发生在磨煤机等负荷重、启动频繁的拖动电动机上。电动机笼条截 面和端环尺寸偏小的电动机笼条容易产生开焊和断裂。据调查分析，我国JSQ158-6电动机外笼条直径为Φ8—Φ12，易开断，而国外同容量电机笼条直径约16mm，电流密度〈1A/mm2,不易开焊断裂。 二、笼条断裂应力分析 从上述笼条断裂的特征可以得出电动机笼条的开焊和断裂主要发生在电动机启动过程中，笼条所受的应力超过了笼条的机械强度。笼条的断裂应力包括静态应力和交变应力两个分量，主要包括： 1、热应力。在启动过程中，笼条和端环将流过很大的启动电流，其值可达额定电 流的5—7倍（双笼式电动机启动过程中，外笼条和外端环将流过很大的启动电 流）。由此而产生的损耗可使笼条和端环产生200—300℃的温度，从而使端环 产生相当大的热变形。端环的热变形将使笼条受到一个弯曲应力。据计算，此 弯曲应力比笼条所受的离心应力高约6倍。 2、焊接残余应力。国产电动机转子笼条的焊接多采用手工气焊，焊接温度难以准 确控制。由于端环在焊接中局部受热而产生热变形，焊好后因冷却收缩而造成 笼条弯曲应力。由于每根笼条在焊接温度上的差异，此应力的分布极不均匀， 可能造成很高的局部高应力。而且焊接所必须的温度使焊接区域内的端环和笼 条受到退火处理，从而使材料的机械强度有所降低。 3、交变应力。笼条所受的交变应力有两种，一种是启动过程中的电磁力，这是笼 条中的启动电流与转子磁场的作用力。笼条受到压向槽底的电磁力以2倍电流 频率脉动，若笼条在槽内固定良好，则此脉动力仅表现为对槽内铜条的脉动压 力，对铜条外悬部分不产生作用。但如笼条在转子槽内处于悬空状态（实际上 国产双笼电动机笼条与槽之间配合公差为0.2—0.5mm），笼条在槽内除一些支 撑点与铁芯接触外，其余部分均处于悬空状态），则在此脉动力的作用下，笼条 将产生振动，在笼条的两个固定端（即笼条与端环的焊接处），将附加一个二倍 电流频率的脉动应力。另一种交变应力是电动机启动过程中的低频循环应力。 此循环应力的幅值即为笼条的全部机械应力，其交变频率即为电动机的启停次
利用连续细化的傅里叶变换方法，通过对异步电动机稳态运行时定子电流进行分析，提出了用傅里叶变换的结果作为参考信号以抵消基波1f 分量的方法，解决了傅里叶变换时1f 分量的泄漏淹没()121f s -分量这以问题。该方法可用于电动机转子故障的在线检测，并可成功应用于嵌入式在线监测仪的研制。 三相异步电动机由于结构简单、价格低廉、运行可靠，在电力、冶金、石油、化工、机械等领域得到广泛应用。由于工作环境恶劣或者电动机频繁启动等原因，转子导条或者端环经常会发生开焊和断裂等故障。这种故障通常先有1~2根，而后发展成多根，以至出力下降，最后带不动负荷而停机。对电动机进行在线检测，提前发现电动机的故障隐患及早采取相应措施，以减少或者避免恶性故障的发生。 目前常用的转子断条在线检测方法是对稳态的定子电流信号直接进行频谱分析，根据频谱中是否存在()121f s -的附加分量来判断转子有无断条。但由于()121f s -分量的绝对幅值很小，并且异步电动机运行时转差率s 很小，频率()121f s -与1f 非常接近，用快速傅里叶变换直接作频谱分析时，基波1f 频率分量的泄漏会淹没()121f s -频率分量，因而使检测()121f s -频率分量是否存在变得非常困难。 本文采用快速傅里叶变换的方法，通过快速傅里叶变换得到电动机断条时信号的频谱，为了抵消基频50Hz 频谱图由于频谱泄漏对故障信号频谱的淹没，将电动机断条故障时的信号经自适应陷波器处理，以滤除工频50Hz 对特征分量的影响。
第一章绪论 1 引言 2 电动机转子断条故障的现状与课题意义 3 本文的主要研究方法法与研究内容 第二章电动机的结构与工作原理 2.1 电动机结构及原理分析 2.1.1 组成结构 2.1.2 转子的结构、定子的结构 2.1.3 电动机工作原理分析 2.2 电动机断条故障的原理 2.2.1转子断条原因 2.2.2转子断条常见现象 2.2.3断条原因分析 第三章快速傅里叶变换与MATLAB实现 3.1 MATLAB简介 3.2 快速傅里叶变换的数字实验 3.3 本章小结 第四章自适应陷波器原理 4.1 原理分析 4.2 基于LMS算法的MATLAB实现 4.3 用MATLAB程序实现LMS算法 4.4 本章小结 第五章电动机断条故障理论分析 5.1 电动机断条故障理论分析 5.1.1异步电动机转子断条故障时定子电流的特点 5.1.2电动机断条故障理论分析程序流程图 5.1.3理论仿真波形及其分析 5.2 理论仿真波形与分析 5.3 本章小结 参考文献 附录 致谢
鼠笼型电动机转子断条的检查与修狸 2010-04-22 11:55:08|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅 鼠笼型电动机转子断条的故障，一般厂矿和农村社队的用户都能遇到，从事修理电机的单位更是屡见不鲜。对那些空载不能起动，或空载能起动但发出时高时低的嗡嗡声，机身振动，尤其加上负载后转速明显下降，甚至停转的电机，经过初步检查，确定定子绕组没有毛病的，就应对转子的笼条进行检查。作为修理单位，对那些绕组过热甚至烧毁的电机，凡未检查出烧毁原因的，都应对转子进行必要的检查，特别对农村中广泛使用的一些老杂牌和非专业厂生产的电机，更应认真检查。检查的方法有许多种，十几年来，各种方法我们先后都使用过，现将自己感到比较简便的几种方法简介如下： 1、观察法将转子抽出，仔细观察转子笼条及转子端环与笼条的交接处，如发现有过热、变色的迹象，就是断条的地方。 2、换同型号转子一试若怀疑转子断条时，将它抽出，用同型号转子换上，试运转一会，如果带负荷运行时转速、声音都正常，就说明换下的转子有断条的地方。 3、用三相低电压电源试将三相对称的30～40V的交流电源，串上电流表通入三相定子绕组，如图1。通入的电压高低，以电流表的读数不超过电机的额定电流为准，然后用手慢慢转动转子的轴，如果转子笼条是完好的，三相电流表上指示的电流数基本上稳定不变，若转子笼条有断裂的，电流表有突然下降的情形，随转子慢慢转动，会引起三相电流大小循环的变动。2、3两法仅能判断出笼条是否有断裂现象，而不能找到断条的确回位置，这对只需要找出毛病，不能修理的单位是可以使用的。既能断定出转子是否有断裂，又能指示出断裂的确切位置
的方法有： 4、用铁粉检查利用转子笼条通入电流（或转子内有感应电流生成）时，笼在条周围能形成磁场的原理，在转子通电（或有感应电流）的同时，向转子上撒铁粉（用打磨粉器的砂轮下面的粉沫最好）。从转子上铁粉的分布情况，便可以看出转子笼是否断裂，若铁粉都很整齐的一行一行的顺笼排列，说明笼条是完好的。若笼条断了，铁粉撒不上（不吸铁粉）。具体又有以下几种方法： （1）用调压器和变压器检查。如图2，调整调压器，使变压器二次电流逐渐增大，再向转子上撒铁粉，到铁粉能排列整齐为止。 （2）只用调压器检查。若有现成的调压器，其大小在1KVA以上，将其外罩去掉，调压器的输出部分间置不用，用20㎜2的软线在调压器的铁蕊上穿绕2——3匝，做为二次，引出线上转子。当输入部分通入220V交流电时，二次可感应出足够的电流供测试用。如果无完好的调压器，可找一台2～3KVA的废调压器（或变压器）铁蕊，用1．20左右的漆包线在其上面绕320匝（不需排到很平整）做为一次，二次仍用20㎜2左右的软线绕2～3匝即可。 （3）利用电焊机检查。若现场无专用设备可使用，有电焊机的单位，可直接用它的一次做电源，拿去外罩，在其铁蕊上穿绕1～2匝软线做为二次，若现场无软线可用，可用焊把线绕上1——2匝做为二次（必要时，可把活动铁蕊退出后
鼠笼型异步电动机转子断条是一种常见故障,断条后的异常表现: (1)接上三相电源后,机身振动且伴有噪声;电机转速降低,且随负载增加而迅速下降。(2)空载电流增加,电流表指针周期性摆动;电机转矩降低,带负荷无力,严重时无法起动。上述现象随着转子断条的增多而加剧。笼型转子断条的原因：(1)浇铸质量不佳, (2)结构设计不合理(3)起动频繁的冲击负荷(4)操作不当和违章操作，使用过程负载过大，或者转子上的感应电流分布不均匀，造成转子槽内导条烧断，铸铝多发生在槽内，而铜条多发生在与端环的联接处。(5)使用场所对电机的腐蚀。 有的电机就是这样，如果烧了从绕就必须加多线圈。槽满率太高的话就减细线径。 看电流大小而定加线圏的多少，加线圈一般是电流增加10％，线圈增加1％。 只是经验。一般也很准的。 短路环用来短路转子线圈使其线圈中的感应电动势闭合产生电流，电流形成磁场与定子旋转磁场相互作用并转起来； 若转子不短路电机就是个二次侧开路的空载变压器。 电机通电后产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由电流的无功产生。旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过转子的短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动。所以说三相异步电动机转子末端短路环的作用是形成感生电流的。 三相异步电动机转子铁芯开槽是为了嵌入转子绕组，定子上通常也开槽，作用也是嵌入定子绕组。而且这些槽都是斜槽，斜槽的作用如下： 电机内部有各种频率的谐波，因定子采用分布短距绕组，所以除齿谐波之外的其它频率的谐波磁势幅值均被极大程度地削弱。由于齿谐波绕组系数等于基波绕组系数，所以齿谐波磁势几乎不受影响。因为三相异步电动机的定、转子开槽，造成整个气隙圆周范围磁阻不均匀，电机运转时电磁转矩和感应电动势相应波动。转子斜槽后，形成的电磁转矩和感应电动势近似于同一根转子导条均匀分布在一段圆周范围内的平均值，能有效地削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势，从而削弱由这些谐波磁场引起的附加转矩，降低电磁振动和噪声。转子斜槽后虽然也会使转子感应的基波电动势减少，但一般选择的斜槽度相对于极距来说小得多，因而对电机基本性能影响很小，故中小型铸铝转子异步电动机普遍采用转子斜槽
2006年第21卷第3期 电 力 学 报 Vol.21No.32006 (总第76期) JOURNAL OF ELECT RIC POWER (Sum.76) 文章编号: 1005-6548(2006)03-0310-04 笼型异步电动机转子断条故障诊断技术 安永红, 夏昌浩 (三峡大学,宜昌湖北 443002) Techniques of Broken Rotor Bar Fault Diagnosis For Squirrel Cage Induction Motor AN Yong hong, XIA Chang hao (Three Gorge University,Yichang 443002,China) 摘 要: 对笼型异步电动机转子断条故障诊断进行了研究,归纳和总结出几种方法。这些方法均由研究人员进行了仿真或实验验证,对检测笼型异步电动机的转子故障是有效的。并对各种方法进行了分析比较,指出了各自的优缺点。 关键词: 异步电动机;转子断条;故障检测 中图分类号: TM343+.3 文献标识码: A Abstract: This paper focuses on the study of bro ken rotor bar fault diagnosis for squirrel cage induc tion motor,and concludes several effective methods. All of the methods have been tested by reseachers to simulate or identify their validity in motor rotor fault analysis.This paper compares these methods and points out their advantages and disadvantages. Key Words: induction motor;broken rotor bar; fault detection 鼠笼式异步电动机的转子绕组比较坚固,但如果转子温度过高或作用在端环的离心负荷过大,可能会导致转子故障。另外,在制造过程中的某些缺陷(如铸导条或焊端环时的质量不良)也会导致电阻过高,从而引起过热。而在高温条件下,鼠笼的强度降低,鼠笼条可能出现裂纹,导致笼条伸出转子槽外而得不到转子铁芯的支撑。导条与转子槽的相对位移,连续的高温运行可引起端环和导条变形,并最终导致端环与鼠笼条的断裂[1]。 笼型异步电动机转子断条故障将导致电机出力下降,运行性能恶化,一旦发生,不仅会损坏电动机本身,而且会影响整个生产系统,甚至会危及人身安全,造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响[2]。因此必须对其进行检测,特别是进行早期检测,早期检测系统可以在故障发生初期及时告警,有助于现场组织,安排维修,避免事故停机,具有显著经济效益。 1 转子断条故障诊断方法 笼型异步电动机转子故障的检测与诊断方法有许多种,如:磁通检测法,定子电流检测法,机械信号检测法,傅立叶变换法等。但这些方法有时很难提取转子故障特征,因此,必须寻求其它的检测与诊断方法。 1 1 基于小波变换的方法 笼型异步电动机正常运行时,定子绕组中只含 收稿日期: 2006-04-27 修回日期: 2006-09-10 作者简介: 安永红(1967-),男,湖北钟祥人,硕士研究生,小波理论及应用; 夏昌浩(1965-),男,湖北江陵人,副教授,硕士生导师,检测与自控,智能信号处理。
1，高压电动机鼠笼转子断条改进方法 1）在鼠笼条和端环整体连接处加强机械强度，避免转子鼠笼条断后翘起扫膛，利用制作合适尺寸的钢环或无纬环氧玻璃丝带及钢线绑扎来增加转子端部鼠笼条和端环的机械强度。对于转子直径较小，可以不扎钢线或无纬玻璃丝带，而用一个钢环，包以绝缘，置于端头，用玻璃丝带扎牢，再浸漆烘干。 2）对于鼠笼条在铁芯槽内松动的转子，必须制作比原铜条尺寸略大的铜条来打进槽孔，槽孔和铜条夹紧没松动、翘起。 3）避免电动机超载、频繁短时间开启，改善电动机运行工况，制定合适的运行方式，保证电动机的安全运行。 2，高压电动机鼠笼转子断条技改工艺 1）更换断裂的转子铜条。如果铜条断条或裂纹在槽内，首先用铣床铣去端环上对应孔洞内的焊接部位，用与槽型匹配的钢杆顶出断裂的导条，仔细吹扫铁心槽，检查槽内清洁无杂物。再以重新定制的铜条（尺寸略大一点）打入转子槽内。 2）笼条与端环焊接，钎焊前彻底清理焊接部位，打好45°坡涂上溶剂进行施焊。为了减少内应力和保证强度，要低温钎焊，且均匀加热，当温度达到800℃时，用45%银钎料银焊条焊接，以减少接触电阻；将银焊条触及接头处，让钎料溶化并逐渐填满间隙，焊接4～5 个接头后，转180°后再焊接另一面的接头，要交叉进行焊接，以减少焊接后的残余应力。钎焊后，当端环冷却到180℃时，用10％的柠檬酸水溶液洗刷，并吹干。 3）防护环采用磁性钢环，工艺要标准，采用热套法装入。厚度为2～3mm，厚度不得超过铁心外圆。 4）无纬玻璃丝带绑扎。用厚度为 0.17mm 宽度为 25 （或 15）mm无纬环氧玻璃丝带绑扎。将转子安放在绑扎机上，通过拉紧装置将无纬玻璃丝带拉至转子，调整好合适的拉力及转速，然后进行缠绕绑扎，绑扎厚度不得超过转子铁心外圆。无纬玻璃丝带浸漆烘干固化后，用小榔头敲打可发出清脆的金属声为合格。用锉刀锉平箍环。 5）转子进行动平衡校验。 5 转子改造后的效果1）逐步改进后转子断条故障情况见表。 2）电动机转子经过改进后，效果良好，运行至今没有出现过鼠笼条断条故障。 6 结束语总之，做好电动机的定期检查和维护工作，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障 扩大，保证电动机安全运行，延长使用寿命的有效措施。 控制导条与端环焊接温度和时间，采用45％银铜整体中频焊接。
笼型异步电动机转子断条故障检测方法 笼型异步电动机在运行过程中，转子导条受到径向电磁力、旋转电磁力、离心力、热弯曲挠度力等交变应力的作用，加之转子制造缺陷，导致断条故障，其发生概率约为15%[1~3]。 转子断条是典型的渐进性故障，初期通常1、2根导条断裂，而后逐渐发展以至电机出力下降甚至停机。因此，必须实施转子断条故障在线检测，特别是初发性转子断条故障在线检测，这具有重要意义。 笼型异步电动机发生转子断条故障之后，在其定子电流中将出现1)21(f s ±频率的附加电流分量（s 为转差率，1f 为供电频率）[4，5]，该电流分量称为边频分量。以此作为故障特征，对定子电流信号做傅立叶频谱分析即可进行转子断条故障检测。 在转子断条故障发展初期，其特征——定子电流1)21(f s ±频率分量是细小、微弱的。因此，进行转子断条故障检测，特别是早期检测必须保证高灵敏度。 另一方面，由于本身所固有的非对称、气隙偏心、转子不对中及其它因素，异步电动机即使处于正常运行状态，其定子电流中亦可能包含1)21(f s ±及其它频率分量。并且对于不同的异步电动机，情况复杂。这极易与转子断条故障初期特征相混淆，导致误判，影响故障检测可靠性。 为了解决这一问题，姜建国、汪庆生 等采用自适应滤波方法抵消定子电流1f 频率分量，以凸现转子断条故障特征——定子电流1)21(f s -频率分量，从而显著提高故障检测灵敏度 [6]。K. Abbaszadeh, J. Milimonfared, et al 应用小波分析技术处理定子电流信号，提取小波分解系数反映转子断条故障特征，据此改善故障检测灵敏度[7]。 华北电力大学业已提出卓有成效的初发性转子断条故障检测方法[8,9]：采用定子电流1)21(f s ±频率分量作为故障特征，将连续细化傅里叶变换、自适应滤波、转子齿槽谐波转差率估计、检测阈值自整定技术有机结合，高灵敏度/高可靠性地在线检测异步电动机转子断条故障。 文献[8，9]表明：应用连续细化傅里叶变换与自适应滤波技术可以保证高灵敏度地提取电机定子电流边频分量；应用转子齿槽谐波转差率估计技术可以正确判断该分量是否真正由转子断条故障所导致；应用基于样本学习的检测阈值自整定策略则可以适当设臵检测阈值，避免故障漏检与误判。 异步电动机低转差率运行（如轻载甚至空载）时，频率1)21(f s -与频率1f 非常接近，而定子电流1)21(f s -频率分量幅值远远小于1f 频率分量，因此断条特征----1)21(f s -频率分量可能被1f 频率分量的泄漏所淹没。在这种情况下，检测结果可信度欠佳。
高压电动机转子笼条断条的原因及改进方法 1 引言 大武口发电厂锅炉辅机设备高压异步电动机自投产以来 频繁出现电动机线圈烧毁、转子笼条断条、转子熔铝等故障。故 障多发生在频繁启动且负荷大的排粉机、磨煤机及渣浆泵。仅 1993年就发生了2起因磨煤机转子熔铝致使高压电动机报废的 事故，造成了很大的经济损失。1994年利用机组大小修将该设 备转子改为铜条笼，但转子断条故障又相继发生，仅1995年统计为11次，故障率为35%，严重影响了电力生产的正常运行和 安全。 2 转子笼条断条分析 2.1 转子笼条断条现象 笼条断裂与电机负载形式及起动情况有关，大武口发电厂转子笼条断裂90%发生在起动频繁的排粉机、磨煤机和渣浆泵。从 笼条断裂部位看，大多发生在笼条与端环焊接处，如图1所示。
图1 笼条断裂部位示意图 从端环结构图看，端部转子笼条断裂如外翘时，将磨损定子端部绝缘从而引起电机烧坏。 2.2 转子笼条断条原因分析 (1) 笼条端环结构不合理，端环为整体，笼条与端环采用刚性连接，对单根笼条而言，其不能自由伸缩，易在焊接处产生应力集中。 (2) 外笼条为保证其电阻率大，其材质机械强度低，不能承受大的拉力，如焊接工艺不良，其热应力将很容易造成在端环处断条。 (3) 笼条在铁芯槽内压接不紧，运行中在离心力作用下窜动较 大。 (4) 由于电机的频繁启动，笼条在启停中加热和冷却过程反复进行，使笼条交替受力，极易被拉断或胀鼓与定子磨擦断裂。
3 转子改进方法 3.1 改进方法 利用大小修机会对锅炉辅机及除灰的5台渣浆泵的转子进行了改进，参见图2和图3。 图2 改造前笼条端环结构图及端环平面图 (1) 将原刚性悬充端环改造为两部分：指型弹性环部分和防护环部分。 (2) 与笼条连接部分改为指型弹性环部分，保证每根笼条轴向自由伸缩，以消除和减少热应力，同时消除笼条由于焊接工艺不良而产生的热应力。 (3) 增改防护环以增加转子端部笼条整体紧固力，防止笼条断后翘起刮坏定子绝缘，防护环可用磁性钢环或环氧与玻璃丝布带固 定成型的环。 (4) 将笼条镀铬加粗使笼条槽孔的间隙小于0.2 mm，减少纵向和轴向移动。
如何检测异步电动机转子笼条断裂 许多电动机故障的发生都是由各种原因造成的，从机械角度来看，电动机周期间歇运行、频繁起动运行都会引起绕组松动、绝缘老化、轴承磨损、振动加剧等缺陷。从电气角度看，电动机都可能受到所在电力网的各种暂态过程的影响，这些暂态过程有缓慢扰动与快速扰动之分。缓慢扰动会引起电动机过热，电力系统的电压快速变化的暂态过程，可以引起电动机绕组电位分布不均匀，导致部分绕组上的电压超过其绝缘的承受能力而损坏绝缘。电动机遇到的最严重的瞬变过程发生在起动和重新起动之际。特别是在电力工业中高压电动机反复起动，常常由于转子温度过高以及作用在笼型转子端环上的离心力过大，使笼型转子的强度降低，使转子本身在制造过程中就已存在的焊接不良等事故隐患暴露出来，在笼型转子的端环处首先可能出现笼条断裂，导致笼条伸出转子槽外，而发生扫堂现象，严重者使电动机报废，造成一定的经济损失。大型高压电动机，绕组一旦出现故障，修理起来更感困难。从环境角度来看，电动机又会遇到高温、污染，从而使电动机绝缘材料劣化等等。所以应用于电动机上的在线检测系统必须灵敏、准确地探测出电动机存在的故障和潜在故障。但有时会因外界条件变化，人为操作方法不当，产生较大误差使判断出错。所以，在使用较为先进的测试仪器时，要注意现场的具体情况和人为操作的准确度等因素，以便得到满意而准确的结果，减少不必要的劳动。 笼型异步电动机转子断条在线检测的原理
笼型异步电动机转子绕组的故障检测是比较困难的，因此，若能在转子断条故障初期检测出来并及时维修，可避免意外停机及恶性事故的发生，这对保证安全生产具有重要意义。 我们采用监测定子电流的仪器，不干扰电动机运行。电流传感系统只要把钳形电流互感器卡在电动机的次级回路上即可，电流互感器直接和一高分辨率的频谱分析仪相连，再由一微机系统将电流信号存储起来做出频谱分析。正常的异步电动机定子电流中只有与电源频率相同的电流。负载的变化将调制电流幅度的大小，产生一单脉冲。若转子电路中有故障，会在比电源频率低两倍转差率的地方产生一单脉冲。如果忽略高次谐波，定子电流只含有基波分量，频率为工频f1(50Hz)，转子电流的频率为sf1，其中s为转差率，s=(n1-nn)/n1,当转子发生断条时，转子绕组出现不对称，转子电流产生的合成磁动势不再只有正转，而是出现相对于转子既有正转的磁动势又有反转的磁动势，其转速分别为+n2和-n2，即n2=n1-nn=sn1。这两个转子磁动势相对于定子的转速分别为nn+n2和nn-n2，前者在定子绕组中感应的电动势频率为 p(nn+n2)/60=pn1/60=f1 后者在定子绕组中感应的电动势频率为 p(nn-n2)/60=p(nn-sn1)/60=p(n1-sn1-sn1)/60=p(1-2s)n1/60=(1-2s)f1 式中p——电动机的极对数 nn——电动机的实际转速 n1——同步转速