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1、2013 年 4 月（ 上） 摘要 高压电动机鼠笼转子铜条断裂和开焊是在重负荷及频繁启动的高压电机中比较常见的一种故障，湛江电力有限公司高压电动机自 投产以来频繁出现了转子鼠笼发生断条，在1998年就已发生了2起锅炉辅机因高压电动机转子在运行中由于鼠笼发生断条，致使高压电动 机损坏的设备故障，仅1999年统计为3次，占锅炉制粉系统高压电动机故障率的9.4% ，严重危及到机组的安全可靠运行。经过仔细分析此 类故障的特征、原因及过往修理工艺的弊端后对性的措施加以改进。 关键词 高压电动机；断条；改进方法 高压电动机鼠笼转子断条的原因及改进方法 何进波黄振宪 （ 湛江电力有限公司，广东湛江52409
2、9 ） 1 转子笼条断条现象分析 转子鼠笼条在运行中受电动力和离心力的交变作用导致松动或断 裂及电动机使用时起动频繁、过载等情况，另一个原因是铜条与端环的 焊接不良而开焊，而排粉风机电机和磨煤机电机启动时间较长，达到十 几秒以上，相对而言，发生断笼条故障的几率也就较高些。高压电动机 启动时，鼠笼条电流大都集中在槽口表面，从而形成较大的热应力，鼠 笼条受到膨胀力、离心力的作用，还受到电磁径向力的影响，使笼条弯 曲变形，由于笼条受到交变应力作用，反复弯曲，金属疲劳达到一定极 限时，易被拉断。在短时间内频繁操作启动，使鼠笼条和端环的温度就 会加快上升，当鼠笼条和端环的金属疲劳超过极限时，就会在鼠笼条
3、和 端环焊接处产生开焊和断条事故。转子断条会出现电流摆动、振动噪音 增大、出力减少、转速下降、定子电流表左右摆动等明显特征，湛江电 力有限公司的排粉风机和磨煤机就曾多次出现这种转子鼠笼断条的相同 故障。转子发生断条的故障（ 如图1 ） 图1 转子鼠笼条断条 2 鼠笼转子断条原因分析 1 ） 鼠笼条和端环设计需技术改进，由于鼠笼条和端环采用焊接的 刚性连接方式，而鼠笼条在运行时受到膨胀力、离心力、还受到电磁径 向力的作用，焊接处机械强度不够，易在焊接处产生应力集中而发生鼠 笼条断条故障。 2 ） 鼠笼条和端环连接处焊接工艺不良，产生虚焊，导致焊接处机 械强度不够，容易造成断条。 3 ） 鼠笼条在
4、铁芯槽内松动，运行时，由于受到转子离心力的作用， 产生振动、断裂、突出转子表面，造成扫膛。 4 ） 电动机的短时间频繁启动，鼠笼条反复受到应力，进而使鼠笼 条断条。 3 转子改进方法 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
5、、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。 4 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45 个 接头后，转180后再
6、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 23mm，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。 参考文献 1 刘志清.电气设备检修.中国电力出版社,2006. 2 辜承林.电机学.华中科技大学出版社,2005. 3 李洋,孙晋,范翠香.电动机使用与维修.人民邮电出版社,2007. 4 许晓峰.电机及拖动.高等教育出版社,2007. 38