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。
    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。
    (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。 
    (5)改变运行方式，减少设备启动次数。
  3.2改进工艺要求  
    如果笼条焊接工艺不良，笼条和端环焊接处更易于断裂。经过逐步改进，得出如下结论：
   (1)指型弹性环需采用机械强度高的紫铜制成；条点延 了故 效提
   (2)笼条与指型弹性环焊接，要求预热300℃左右，用45%以上银焊条焊接，以减少接触电阻；
   (3)要求弹性指板厚度大于5 mm，以保证焊接截面积，否则开焊时易在防护环处形成电弧，将防护环烧损；
   (4)防护环采用磁性钢环，工艺要标准，其宽度为20 mm，厚度为25 mm，穿笼条孔与外缘厚度不得低于1.0 mm且各孔应均匀，否则在笼条开焊时易将其烧坏。
4.转子改造后的效果
   (1)逐步改进后转子断条故障情况见表1。  
   (2)采用铜条指型弹性端环的转子，既具有铜条转子的高运行性能，又具有铸铝转子不断条的优点，其启动电流小、时间短，降低定子绕组温升并延长绝缘寿命
   (3)采用指型环后，笼条可以自由伸缩，降低了启动电机过程中笼条所受的热应力，遏制了笼条故障。
   总之，电动机转子改为铜条指型弹性端环后，效果良好，极大地减轻了检修工作人员的劳动强度，提高了设备的安全运行水平。

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