高压电机维修

高压电机磁性槽楔脱落影响电机使用吗

一、磁性槽楔的使用特点 我们知道磁性槽楔就是能够导磁的槽楔。普通槽楔是不导磁的，如常见的竹楔，用环氧玻璃丝布层压板制作的槽楔。在制造槽楔的材料中加入导磁的材料(如钢丝、薄钢板、铁粉等导磁金属材料)，均能构成磁性槽楔。 电机采用磁性槽楔一是节能，其效果相当于电机有效气隙长度缩短，可降低励磁电流，改善功率因数，使空载电流下降，效率提高1％~2％；二是延长电机寿命，采用磁性槽楔后，使气隙中磁通分布趋于均匀，可降低铁芯损耗40％以上，降低电机升温，减少电磁噪音和震动，又可延长轴承寿命。 在目前全社会节能降耗的背景下，电机效率即使只有1％的提高也能产生巨大的社会经济效益。用磁性槽楔取代电机中...全部

   一、磁性槽楔的使用特点 我们知道磁性槽楔就是能够导磁的槽楔。普通槽楔是不导磁的，如常见的竹楔，用环氧玻璃丝布层压板制作的槽楔。在制造槽楔的材料中加入导磁的材料(如钢丝、薄钢板、铁粉等导磁金属材料)，均能构成磁性槽楔。
   电机采用磁性槽楔一是节能，其效果相当于电机有效气隙长度缩短，可降低励磁电流，改善功率因数，使空载电流下降，效率提高1％~2％；二是延长电机寿命，采用磁性槽楔后，使气隙中磁通分布趋于均匀，可降低铁芯损耗40％以上，降低电机升温，减少电磁噪音和震动，又可延长轴承寿命。
  在目前全社会节能降耗的背景下，电机效率即使只有1％的提高也能产生巨大的社会经济效益。用磁性槽楔取代电机中绝缘槽楔是电机节能的有效方法。 然而根据收集的厂家技术资料和多家电厂的事故报告显示，磁性槽楔电机在实际应用中的表现差强人意。
  采用了磁性槽楔的高压电动机，都曾先后出现槽楔大面积磨损、脱落，造成机组事故停机的扩大事故，给安全生产带来了极大的威胁。 二、导致磁性槽楔脱落的原因 磁性槽楔出现脱落已经不是偶然现象，有必要对磁性槽楔在正常运行时受到的各种力及实际装配工艺进行分析，这不仅为我们如何使用磁性槽楔、选择哪种磁性槽楔提供理论依据，更有助于我们分析磁性槽楔损坏的根本原因，从而有效避免磁性槽楔损坏带来更大的设备事故。
   我们及时和厂家取得联系，在专家的指导下，认识到目前磁性槽楔脱落主要有以下3方面原因： 1、磁性槽楔运行中受力 （1）铁芯齿区磁场与流过磁性槽楔电流相互作用的电磁力。磁性槽楔在交变磁场作用下感应的 涡流或通过槽楔经硅钢片磁路的横向电流，与气隙磁场的作用，产生较大的拉力，拉力方向朝向定、转子之间的气隙，此力称为电磁力。
  电磁力F=BIL，电磁力的大小主要取决于槽楔的电流I、气隙的磁场强度B及槽楔的长度L，电流越大，气隙磁场强度越强，拉力就越大。 （2）铁芯齿区磁场对磁性槽楔的磁拉力。磁拉力是磁性槽楔磁导率μ＞1的固有特性，拉力朝向定、转子之间的气隙，设计电机时，如果使用磁性槽楔，必须估算这个力的大小。
   （3）铁芯齿部机械振动传给磁性槽楔的力。由于气隙磁场的存在，以及在实际的生产过程中，由于定、转子铁芯无法对齐，电机气隙磁场对定子铁芯产生了一个较大轴向磁拉力，在铁心齿部产生周期性机械振动，并传递给磁性槽楔，使磁性槽楔在电机端部直线部分损坏。
   2、工艺装配也是导致磁性槽楔脱落的重要原因 槽楔与槽口的配合非常重要。根据《交流电动机定子模压磁装配工艺导则》SD243—87装配规定，在槽楔与铁芯之间的接触面应当刷涂环氧胶进行粘接。
  当槽楔与槽口配合太松时，刷上去的环氧胶在浓度较大时难以流进槽楔与铁芯之间的间隙，环氧胶在浓度较稀时又难以填满槽楔与铁芯之间的间隙，都将导致实际粘接面较小，粘接效果不理想。当槽楔与槽口配合过紧时，增加了装配的难度，在用力打入时就会造成槽楔所受挤压力度超过设计限度，导致磁性槽楔出现内伤，经不起长期运行，即使刷了环氧胶也容易脱落。
   3、磁性槽楔的设计制造标准不满足实际使用工况 磁性槽楔在设计制造过程中对其力学性能的要求、耐温性能的要求及磁性能的要求不太明确，不能满足实际使用工况，也是导致磁性槽楔脱落的重要原因。
   (1)力学性能。磁性槽楔在装配和运行中要承受各种力，在装配中，由于尺寸公差配合，磁性槽楔要受到冲击力，这就要求磁性槽楔要有足够的弯曲强度、模量、粘合强度和冲击韧性。如果达不到要求，运行中槽楔脱落就成为了必然。
   (2)耐温性能。随着电机技术发展，耐温等级越来越高，绕组本身及铁芯所处工况更恶劣，这对磁性槽楔耐温性能要求也更高；另外，电机制造采用无溶剂树脂VPI工艺对磁性槽楔耐温也有严格要求。这些都要求磁性槽楔具有高温耐热性能及高温稳定性。
   (3)磁性能。由于前面述及的铁芯齿区磁场对磁性槽楔的磁拉力的影响，在选择磁性槽楔的磁性能时片面追求提高电机性能，选择了磁导率较高的槽楔，增加了磁性槽楔脱落的因素。 正是在上述原因的综合作用下，首先使槽楔与线圈的黏接物及槽楔与定子铁芯的黏接物断裂开来。
  之后，随着槽楔振幅的增大，槽楔边缘的坡口逐渐被磨窄变平，以致槽楔的一头首先浮出脱离铁芯槽同高速旋转的转子相摩擦，直至整根槽楔磨完。被磨出的磁性粉末附着在绕组及铁芯上，同样影响绕组的绝缘性能，其最终后果将导致短路事故的出现。
   三、现场改造及改造前后性能比较 在明确了磁性槽楔脱落的基本原因后，确认目前技术条件下，磁性槽楔因其固有的特性和现场实际工况，其脱落现象无法避免，且在节能和安全方面，机组安全应当是首要考虑方向。
  基于这些原因我们和厂家共同制定了处理方案，将2台凝结水泵电机磁性槽楔更换为非磁性槽楔。更换时在槽口处垫上绝缘纸板，以免损坏线圈端部绝缘。先用楠木板或环氧木板对准磁性槽楔的一端，用木锤敲打使槽楔从另一端退出，依次打出整槽内槽楔，清理槽内残余绝缘物。
  再打入新槽楔，使槽楔沿轴向首尾相接。为防止其松动，可放入环氧玻璃布板作为楔下垫条。更换完毕，刷环氧胶，自然固化。改造后，由于受限于现场条件，仅对电机空载电流、启动电流、温升和振动进行了跟踪测试。
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