高压电动机铸铝转子_隐性_断条故障分析
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高压电机断条的原因分析与改进摘要:旨在讨论高压电机断条实例,研究分析了转子断裂的原因,结合实际,总结出了改进转子断裂的措施、工艺要求及质量要求。
关键词:高压电机转子断裂措施工艺要求质量要求高转速、大容量、重转矩龙型异步电动机的结构简单,运行维护方便,在电力行业的应用已相当广泛。
因为设计、制造、运行等原因,电动机的转子断条现象十分严重。
1、转子断条实例某厂2*142MW的供热机组,共配有66台高压电机,自投运以来发生了如下转子断条的情况:2008年,某炉B吸风机的电动机在运行中跳闸,经过检测,是电阻绕组的绝缘被断裂的笼条划破所致,导致转子笼条几乎全部断裂,返厂修理;2009年,某炉B吸风机的电动机转子导条断裂后,对其他3台同类型的电动机停运检查,转子导条断裂较严重,返厂修理;2010年,在机组大修中,对2对炉的排、磨、吸、送、抽电机均进行解体检查,发现4台排粉机、4台磨煤机转子导条断裂共20根,返厂处理,采取把铁芯至端环笼条缩短进行重新焊接的方法。
以上仅为电厂三年内的电机转子笼条断裂故障统计及处理的情况,其他各电机厂转子导条断裂的现象也较普遍,断裂位置均是发生在导条断裂芯轴向槽口部位和端环焊接处,处理的方法相似,采用缩短导条进行重新焊接的方法。
而采取缩短导条进行重新焊接的方法无法从根本上解决其问题,需从设计、制造、运行等诸方面,对转子导条断裂的原因、机理做进一步的分析,对电机转子导条断裂从根本上有一定的认识,以便对以后电机转子的结构设计、制造、选型、运行有一定的帮助。
2、转子断裂原因分析笼条断裂和电机负载形式,以及起动的情况有关,一般有以下几个原因:(1)笼条端环的结构不合理,端环是整体,笼条和端环均采用刚性连接,对于单根笼条,其不能够自由伸缩,容易在焊接处产生应力集中。
(2)为保证外笼条大的电阻率,其材质的机械强度低,不能够承受大的拉力,如:焊接工艺不良,其热应力将极易造成在端环处断条。
(3)笼条在铁芯槽内压接不紧,在运行中,由于离心力的作用导致窜动较大。
高压电动机转子断条的原因分析及处理摘要:高压交流鼠笼型电动机在电力生产过程中运十分广泛。
但由于原理、结构、机械、制造、工艺、材质、运行的等等一系列复杂的原因共同作用,导致了笼型电机断条事故,由断条所引发的事故占全部电机事故的35%。
分析和解决断条问题是电力生产中迫切需要解决的问题。
本文从多方面分析了笼型电机的断条原因,并针对其原因提出了解决方案,着重从工艺上进行叙述。
由于本人从事电机修造的时间不长,对这方面的研究还有待进一步探讨,希望各位专家能提出宝贵意见,以便以后能够解决更多的现场问题。
关键词:电机;笼条;故障;分析;处理1 前言异步电动机是一种将电能转变为机械能的交流电动机,又称感应电动机,高压异步电动机是指额定工作电压为3~10KV的交流电动机。
在电力生产过程中,高压电机广泛运用在汽轮机及锅炉辅机设备中,如球磨机拖动电机等。
重载启动电机,在启动过程中,由于启动时间长,启动力矩大,易造成笼条断裂,给安全生产造成影响。
2 造成笼条断裂的主要原因1)启动时转子笼条温度很高,使机械强度下降根据电机的堵转等值电路可知其基本方程式=可知,由于定、转子实际阻抗Z1、Z2均很小,因而异步电机启动时的定转子电流都将很大的,造成转子笼条导体的温度升高,根据计算,短时笼条温度可达300℃,机械强度下降,容易断裂。
异步电机启动时起动电动很大而起动转矩不大,其主要原因是起动时转子功率因数很低。
由cosφ2st=可知由于x2>>r2,故cosφ2st≈0.2左右,这表明起动电流中主要是电感性的无功电流,它使供电系统的电压大幅下降,使起动转矩下降为额定转矩的0.9倍,而由于系统电压的下降使得很启动的时间进一步延长,而加剧转子笼条的损坏断裂。
2)为了使启动转矩有所提高,改善电机的启动特性,大多数重载启动电机都采用了深槽式或双笼式结构。
内笼选用工业纯铜为原料,材质一般为T1、T2;外笼一般采用黄铜材料,其电阻较大,有助于起动特性的改善,其机械强度较高,增强抗断条能力。
铸铝转子质量的工艺分析及措施转子质量问题专题调查分析如下:铸铝转子质量问题,最突出的表现就是转子内部存在的气孔的问题,其次就是转子内部的笼条细条、断条、夹渣以及端环部分的缩孔、冷裂、热裂、缺肉等。
这些问题的产生,最终导致整机的电气性能下降、转速不够、效率降低。
1、转子片间存油未去除:这是转子产生气孔的一个主要原因,由于转子铸铝是在高温、高压、瞬间形成的一个过程,在铝液刚刚充满转子型腔,高温铝还是液态而与转子片间的油类发生反应时,生成气体,这种气体有些被逸出,有些被铝液包围,然而铝液迅速固化,被包围的气体跑不出去,因此这些气体以气泡的形式残留在转子的笼条和端环中,呈不规则分布状态。
解决的办法为:铸铝前的转子铁芯应进行脱油处理,具体做法为:转子铁芯可用工业清洗剂冷态脱油,自来水冲洗,电炉烘干。
烘干温度以不破坏冲片表面保护膜为准,烘干时间以目测干透为准。
我们在5月19日已经做过96个转子脱油的实验,用拉上同型号转子和实验品转子各10个,装入同型号定子各10台,由抽查室做负载对比检查,结果装有实验品转子的电机比拉上同型号电机的转速平均提高2.5%以上。
2、铝液的清化问题:这个问题也是铸铝转子产生气孔的一个主要问题,铝锭及回炉铝在加热熔解过程中,与空气中的水蒸气接触时(尤其是多雨季节),一方面生成氧化铝沉于铝液底部,另一方面分解出氢气,同时氢气也渗入铝水中。
含有气体的铝水压铸出来的转子质量很差,因为铝水在压铸成型的瞬间,铝水迅速固化,一部分气体还未来得及逸出而被固化的铝包围,从而留在铸件内造成气孔。
另外就是铝液表面上的浮渣、铝液底部的沉渣以及留在铝液中间的其它杂物对转子的质量来说也是一个很大的隐患,一旦将这些渣滓和杂物压入转子内部,它们会使转子造成夹渣、形成冷隔(电阻系数增加)、热裂和冷裂的现象,热裂和冷裂严重时造成转子笼条断路。
为了解决上述问题,加入清化剂(氯盐:一般为NaCl 、ZnCl)可以较好的解决这一问题。
如何分析和判断铸铝转子质量问题铸铝转子的质量影响电机的效率、功率因数以及起动、运行等性能。
为全面地提高转子质量,不仅要分析铸铝转子的缺陷,而且还要研究影响铸铝转子质量的各种因素,从而提出改进措施。
本文Ms.参对转子铸铝方法进行一些简要介绍,并针对断条问题进行剖解。
转子铸铝是一个隐密工程,转子的质量控制要靠工艺参数保证,从某种意义上讲,铸铝转子的性能质量比拼焦点就集中在转子的铸铝上。
鼠笼转子由穿铜条改为铸造方法后,使得电机的杂散损耗增加2~6倍。
转子的铸铝方法不同,杂散损耗也不相同。
当采用压力铸铝转子时,电机的杂散损耗最大。
离心铸铝和振动铸铝虽然受各种因素影响,容易产生缺陷,但转子的杂散损耗较小。
进一步研究发现;压铸转子比离心铸铝转子铝笼的密度减少约8%,平均电阻率增高13%,这就使得压铸转子的异步电动机的主要技术经济指标变坏,铁心损耗、转差率、温升均有所上升,而最小力矩和效率下降。
、压铸转子铝的密度减少,电阻增大,是因为压铸时的气体混入铝水呈“针孔”状密布在转子笼条、端环、风叶等各处。
还由于强大的压力使笼条和铁心接触的十分紧密(甚至铁心叠片间亦有铝导体散入),横向电流使得电机的杂散损耗大大增加。
低压铸铝铝水来自坩埚内部,并采取较“缓慢”的低压浇注,排气较好,铸铝转子的质量良好。
以低压铸铝转子质量为最好,离心铸铝次之,最差的是压力铸铝铸铝转子的缺陷是多种多样的,其产生的原因也是错纵复杂的。
国内电机厂多采用离心体铝,下面主要结合离心铸铝转子质量问题进行分析。
其它铸铝方法的一些质量问题将予以简要介绍。
铸铝转子为何会断条?(1)铁心槽口错位或堵塞错位使得槽孔截面减少以致堵塞;个别冲片槽孔漏冲以及预热时带入的夹杂物,均可使槽孔堵塞,以致在浇注时铝水被隔断。
(2)转子笼条被拉断。
当转子铁心叠压过紧,假轴退出后,铁心向外涨开时可能拉断笼条:脱模时若铝水尚未完全凝固,由于过早地敲打模具,笼条也会断裂。
振动铸铝时,由于振动时间过长,往往也会把笼条振断。
电动机转子断裂故障的原因分析与预防电动机转子断裂故障是一种常见的电动机故障,给工业生产带来了极大的影响。
本文将对电动机转子断裂故障的原因进行深入分析,并提出相应的预防措施,以减少此类故障的发生,提高电动机的正常运行。
一、原因分析1. 过载运行:电动机超过额定负载长时间运行,会导致转子受到过大的载荷,从而使转子强度逐渐下降,最终导致断裂。
2. 磁通不对称:电动机在运行过程中,如果出现磁通不对称现象,会引发电动机振动加剧,产生不同程度的应力,导致转子断裂。
3. 轴承故障:电动机的轴承是其重要的支撑部件之一,如果轴承受损或磨损严重,会导致电动机转子产生不均匀应力,引发断裂故障。
4. 制造质量问题:在电动机的制造过程中,如果存在材料缺陷、焊接不良、结构设计缺陷等问题,将会导致转子的强度不足,容易出现断裂故障。
5. 温度过高:长时间高温运行会引发电动机转子的膨胀,使得转子内部产生应力,当超过转子的极限强度时,易发生断裂。
二、预防措施1. 合理计算负载:在电动机使用前,需要根据实际负载情况进行合理的计算,以确保电动机工作在正常负载范围内。
并避免长时间过载运行。
2. 定期维护保养:定期对电动机进行维护保养,包括润滑轴承、检查轴承磨损情况等,确保轴承的正常工作,减少转子断裂的风险。
3. 检测和处理磁通不对称问题:及时检测电动机运行中的磁通不对称现象,采取适当的措施来解决,如调整电机绕组、改善电源线路等,减少转子断裂的概率。
4. 加强质量管理:在电动机的制造过程中,要严格落实质量管理体系,确保材料的质量,做好焊接工艺控制,提高电动机制造质量,减少转子断裂的风险。
5. 控制运行温度:合理控制电动机的运行温度,通过合理的散热设计、增加通风设备等方式,降低转子的工作温度,减少转子断裂的风险。
三、结论电动机转子断裂故障是一种常见且严重的故障,其原因可以归结为过载运行、磁通不对称、轴承故障、制造质量问题和温度过高等。
为了预防转子断裂故障,我们需要合理计算负载、定期维护保养、检测和处理磁通不对称问题、加强质量管理、控制运行温度等措施。
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。