同步電動(dòng)機(jī)技術(shù)交流 ( 下 )

1、 故障案例簡(jiǎn)介 故障案例案例一、熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子 磁極支撐塊松動(dòng); 案例二、熱軋精軋F(tuán)2-12000KW同步電機(jī) 阻尼條斷裂；案例四、冷軋1720軋機(jī)6500KW 同步電機(jī) 凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛；案例三、熱軋粗軋R4軋機(jī)9000KW同步 電機(jī)阻尼端環(huán)連接件過(guò)熱斷裂； 故障案例簡(jiǎn)介 故障案例簡(jiǎn)介 （1 1）故障現(xiàn)象）故障現(xiàn)象 某廠精軋某廠精軋6500KW6500KW同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子抽心精密檢查中，用簡(jiǎn)單的錘擊輕敲方同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子抽心精密檢查中，用簡(jiǎn)單的錘擊輕敲方式初步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，凸極轉(zhuǎn)子磁極式初步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，凸極轉(zhuǎn)子磁極2424個(gè)支撐塊約個(gè)支撐塊約1/31/3存在明顯松動(dòng)，且部

2、分支撐存在明顯松動(dòng)，且部分支撐塊絕緣板出現(xiàn)移位外逃現(xiàn)象，見(jiàn)下圖所示。此外，此類(lèi)故障已在多臺(tái)電機(jī)上發(fā)塊絕緣板出現(xiàn)移位外逃現(xiàn)象，見(jiàn)下圖所示。此外，此類(lèi)故障已在多臺(tái)電機(jī)上發(fā)生。生。 線圈絕緣板毛氈線圈極間支撐塊移動(dòng)的絕緣板撐塊松動(dòng)及絕緣墊板移動(dòng)狀態(tài)撐塊松動(dòng)及絕緣墊板移動(dòng)狀態(tài)熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （2 2）原因分析）原因分析 1) 1) 由于制造中工藝控制、材料應(yīng)用，運(yùn)行中電磁振動(dòng)、熱應(yīng)力，離心力等因由于制造中工藝控制、材料應(yīng)用，運(yùn)行中電磁振動(dòng)、熱應(yīng)力，離心力等因素的影響，均有可能致使支撐塊出現(xiàn)松動(dòng)，絕緣移位等情況。素的影響，均有可能致使支撐塊出現(xiàn)松動(dòng)，絕緣移位等

3、情況。 2) 2) 緊固螺栓強(qiáng)度不夠，或緊固力不足。緊固螺栓強(qiáng)度不夠，或緊固力不足。 3 3）支撐塊及絕緣墊塊存在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)缺陷。）支撐塊及絕緣墊塊存在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)缺陷。 4 4）安裝工藝及質(zhì)量控制上存在問(wèn)題。）安裝工藝及質(zhì)量控制上存在問(wèn)題。 因此，雖然制造廠在這個(gè)環(huán)節(jié)已采取了一定的防松措施但定期進(jìn)行支撐塊的因此，雖然制造廠在這個(gè)環(huán)節(jié)已采取了一定的防松措施但定期進(jìn)行支撐塊的狀態(tài)檢查仍是非常必要的。一般應(yīng)每狀態(tài)檢查仍是非常必要的。一般應(yīng)每6 6個(gè)月進(jìn)行一次支撐塊松動(dòng)，絕緣板移位個(gè)月進(jìn)行一次支撐塊松動(dòng)，絕緣板移位檢查。檢查。 熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3 3）

4、極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 1)1)絕緣板重新設(shè)計(jì)加工絕緣板重新設(shè)計(jì)加工 絕緣板加凸塊絕緣板加凸塊12.5主絕 緣板止 動(dòng)板35181811-8.312129011016812525150160412熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3 3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 2)2)極間支撐塊重新設(shè)計(jì)加工極間支撐塊重新設(shè)計(jì)加工 將支撐塊重新加工凹槽，與絕緣板所加凸塊相配合構(gòu)成防滑出措施。將支撐塊重新加工凹槽，與絕緣板所加凸塊相配合構(gòu)成防滑出措施。 支撐塊緊固采用高強(qiáng)度螺栓按規(guī)定力矩加以緊固，并

5、采取止動(dòng)措施。支撐塊緊固采用高強(qiáng)度螺栓按規(guī)定力矩加以緊固，并采取止動(dòng)措施。40331042039R1R3R37030301306.312.56.312.512.512.578R56.335熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3 3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 3 3）材料準(zhǔn)備）材料準(zhǔn)備 按電機(jī)結(jié)構(gòu)和極數(shù)，加工符合尺寸要求并數(shù)量足夠的線圈支撐塊；按電機(jī)結(jié)構(gòu)和極數(shù)，加工符合尺寸要求并數(shù)量足夠的線圈支撐塊； 撐塊緊固螺栓（螺栓的機(jī)械強(qiáng)度要滿足要求）撐塊緊固螺栓（螺栓的機(jī)械強(qiáng)度要滿足要求） 蝶形彈簧墊圈、兩孔壓板、兩孔保險(xiǎn)（翻）片；蝶形

6、彈簧墊圈、兩孔壓板、兩孔保險(xiǎn)（翻）片； 二苯醚層壓板、羊毛氈、環(huán)氧樹(shù)脂等材料。二苯醚層壓板、羊毛氈、環(huán)氧樹(shù)脂等材料。帶凹槽的絕緣墊板帶凹槽的絕緣墊板熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3 3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 4 4）清揩）清揩 轉(zhuǎn)子磁極部分清掃，采用脫水壓縮空氣將轉(zhuǎn)子繞組吹掃擦拭干凈，去除表面轉(zhuǎn)子磁極部分清掃，采用脫水壓縮空氣將轉(zhuǎn)子繞組吹掃擦拭干凈，去除表面灰塵積垢及油污；灰塵積垢及油污； 5 5）對(duì)每個(gè)支撐塊位置進(jìn)行編號(hào)，分別標(biāo)在支撐塊所在位的磁極上（考慮動(dòng)）對(duì)每個(gè)支撐塊位置進(jìn)行編號(hào)，分別標(biāo)在支撐塊所在位的磁極上（

7、考慮動(dòng)平衡問(wèn)題）；平衡問(wèn)題）； 6 6）拆除）拆除V V型撐塊：型撐塊： a. a.磨去每個(gè)支撐塊上磨去每個(gè)支撐塊上2 2個(gè)螺栓（母）上個(gè)螺栓（母）上的防松止轉(zhuǎn)焊腳。的防松止轉(zhuǎn)焊腳。 b. b.用力矩扳手拆卸撐塊固定螺栓，測(cè)出用力矩扳手拆卸撐塊固定螺栓，測(cè)出并記錄拆卸力矩?cái)?shù)據(jù)。并記錄拆卸力矩?cái)?shù)據(jù)。 c. c.逐一拆除磁極上所有支撐塊，并按序逐一拆除磁極上所有支撐塊，并按序號(hào)排列放齊。號(hào)排列放齊。熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 7）支撐塊安裝準(zhǔn)備 去除舊絕緣及清理殘余絕緣材料。 鏟除清理羊毛氈作業(yè)時(shí)必須注意保護(hù)磁極線圈表面。 尺

8、寸核對(duì)。 固定螺孔清理。對(duì)每個(gè)支撐塊固定螺孔的絲牙進(jìn)行回牙，確認(rèn)絲牙內(nèi)無(wú)毛刺、爛牙現(xiàn)象，清理后用磁棒進(jìn)行鐵屑吸除。 磁極繞組再次清掃。 轉(zhuǎn)子繞組做絕緣電阻、直流電阻、交流阻抗壓降等試驗(yàn)檢測(cè)并合格 熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 8）支撐塊安裝 螺栓、蝶形彈簧墊（按設(shè)計(jì)要求配置）、兩孔墊板、兩孔保險(xiǎn)翻片試配（如下圖）。 熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 8）支撐塊安裝 環(huán)氧樹(shù)脂配制、刷涂。 a）按比例配比環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑，隨配隨用, 充分調(diào)和。一般要求在常溫下，2

9、小時(shí)凝固，812小時(shí)完全固化。 b）將膠液均勻涂滿適應(yīng)材料（羊毛氈）兩面，并充分揉勻。 c）將羊毛氈鑲?cè)胍粋?cè)合適位置，再放絕緣板，撐塊鑲?cè)搿?d）將螺栓+保險(xiǎn)翻邊墊片+蝶形彈簧圈+兩孔墊板組合后穿入V型支撐塊內(nèi)。螺桿對(duì)準(zhǔn)螺孔并擰入到合適程度（不要擰緊），用專(zhuān)用鉤子調(diào)整絕緣板的位置向外鉤緊，確保絕緣板與支撐塊的可靠止動(dòng)。 熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 （3 3）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。）極間撐塊松動(dòng)及絕緣墊板更換修理。 8 8）支撐塊安裝）支撐塊安裝 e e）用力矩扳手根據(jù)設(shè)計(jì)和使用螺栓尺寸及強(qiáng)度按規(guī)定力矩進(jìn)行螺栓緊固。）用力矩扳手根據(jù)設(shè)計(jì)和使用螺栓尺寸及強(qiáng)

10、度按規(guī)定力矩進(jìn)行螺栓緊固。每個(gè)支撐塊上的兩支螺栓均勻緊固。注意：兩線圈間的兩只撐塊應(yīng)同時(shí)安裝緊每個(gè)支撐塊上的兩支螺栓均勻緊固。注意：兩線圈間的兩只撐塊應(yīng)同時(shí)安裝緊固。擦拭溢出的膠液。固。擦拭溢出的膠液。 f f）經(jīng)過(guò)）經(jīng)過(guò)8 81212小時(shí)，膠液基本固化后再次緊固螺栓，對(duì)角鎖好全部保險(xiǎn)片。小時(shí)，膠液基本固化后再次緊固螺栓，對(duì)角鎖好全部保險(xiǎn)片。 g g）轉(zhuǎn)子繞組做絕緣電阻、直流電阻、交流阻抗壓降等試驗(yàn)檢測(cè)。）轉(zhuǎn)子繞組做絕緣電阻、直流電阻、交流阻抗壓降等試驗(yàn)檢測(cè)。 h h）在整個(gè)）在整個(gè)V V型撐塊組合表面型撐塊組合表面刷上刷上“8037”8037”絕緣覆蓋漆。并用白絕緣覆蓋漆。并用白色油漆記號(hào)筆

11、做防松標(biāo)記。如圖。色油漆記號(hào)筆做防松標(biāo)記。如圖。熱軋精軋6500KW同步機(jī)轉(zhuǎn)子極支撐塊松動(dòng); 故障案例簡(jiǎn)介 故障案例簡(jiǎn)介 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 1 1）故障現(xiàn)象）故障現(xiàn)象 某廠某廠12000KW12000KW同步電機(jī)（隱極式）投入運(yùn)行不久，接到電機(jī)制造廠的通知，同步電機(jī)（隱極式）投入運(yùn)行不久，接到電機(jī)制造廠的通知，應(yīng)用此類(lèi)產(chǎn)品的世界各地用戶，都出現(xiàn)阻尼條斷裂及松動(dòng)狀況。應(yīng)用此類(lèi)產(chǎn)品的世界各地用戶，都出現(xiàn)阻尼條斷裂及松動(dòng)狀況。 隨即開(kāi)始納入定期點(diǎn)檢，檢查后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)基本集中在一個(gè)磁極下隨即開(kāi)始納入定期點(diǎn)檢，檢查后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)基本集中在一個(gè)磁極下9 9根阻尼條根阻尼條斷裂。且阻尼條在槽內(nèi)松動(dòng)

12、情況加劇，槽口處開(kāi)始出現(xiàn)電蝕及灼傷，斷裂區(qū)域斷裂。且阻尼條在槽內(nèi)松動(dòng)情況加劇，槽口處開(kāi)始出現(xiàn)電蝕及灼傷，斷裂區(qū)域出現(xiàn)局部鐵心過(guò)熱和絕緣破損。出現(xiàn)局部鐵心過(guò)熱和絕緣破損。 情況發(fā)展呈蔓延趨勢(shì)，造成的后果有可能非常嚴(yán)重。即槽口破損擴(kuò)大，阻尼情況發(fā)展呈蔓延趨勢(shì)，造成的后果有可能非常嚴(yán)重。即槽口破損擴(kuò)大，阻尼條沿槽口擴(kuò)大處逃逸出鐵心，擦傷定子鐵心及線圈。條沿槽口擴(kuò)大處逃逸出鐵心，擦傷定子鐵心及線圈。 故障案例簡(jiǎn)介 1）故障現(xiàn)象 同步電機(jī)阻尼條斷裂狀態(tài)同步電機(jī)阻尼條斷裂狀態(tài) 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 1）故障現(xiàn)象 槽口處開(kāi)始出現(xiàn)電蝕及灼傷槽口處開(kāi)始出現(xiàn)電蝕及灼傷鐵芯表面的灼蝕狀態(tài)鐵

13、芯表面的灼蝕狀態(tài) 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 1）故障現(xiàn)象 絕緣損傷狀態(tài)絕緣損傷狀態(tài)松動(dòng)狀態(tài)松動(dòng)狀態(tài) 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 隨著運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，阻尼條松動(dòng)的跡象越來(lái)越明顯，軸向位移量加劇，而且阻尼條表面包裹的絕緣材料出現(xiàn)破損脫落。斷裂的阻尼條在氣隙磁場(chǎng)中將感應(yīng)出極高的感應(yīng)電勢(shì)。這一感應(yīng)電勢(shì)在斷裂的阻尼條斷口處形成的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)斷口處空氣隙的擊穿強(qiáng)度，空氣隙被擊穿，導(dǎo)致阻尼條斷口處放電。放電的高溫電弧將嚴(yán)重影響（灼傷）阻尼繞組周?chē)膭?lì)磁繞組線圈的絕緣。 通過(guò)自制專(zhuān)用工具，利用每次定修斷暫的停機(jī)時(shí)間，對(duì)阻尼條斷裂處進(jìn)行清潔、打磨。消除了電場(chǎng)中尖端

14、放電的效應(yīng)。同時(shí)對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生放電的地方，采用酒精溶劑清潔，清除放電痕跡，盡量增加爬電距離，提高放電電壓。并在勵(lì)磁線圈絕緣表面和斷裂處阻尼條的縫隙中添加環(huán)氧樹(shù)脂絕緣材料，提高轉(zhuǎn)子線圈卷絕緣，努力減緩故障的發(fā)展趨勢(shì)，保證電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 通過(guò)對(duì)電機(jī)一系列測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，形成對(duì)電機(jī)阻尼條斷裂缺陷監(jiān)測(cè)的量化指標(biāo)，確定了電機(jī)停機(jī)修復(fù)的參數(shù)指標(biāo)：（1）電機(jī)定轉(zhuǎn)子電流波形有明顯異常，兩套繞組波形失真超過(guò)5%；（2）電機(jī)運(yùn)行中發(fā)生較明顯沖擊振動(dòng)及嘯叫聲，振動(dòng)測(cè)試值超過(guò)2.8mm/s；（3）電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，阻尼條斷裂處發(fā)生明顯放電現(xiàn)象，電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，觀察的放電火花超過(guò)

15、兩個(gè)。放電處存在顯著碳化痕跡，使用500V兆歐表檢測(cè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組絕緣電阻小于20兆歐；（4）電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片槽口散張超過(guò)3mm（鐵心槽口設(shè)計(jì)開(kāi)口2mm），阻尼條徑向變形超過(guò)3mm（轉(zhuǎn)子鐵心齒軛高3mm），阻尼條軸向竄動(dòng)位移大于5mm。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 2 2）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析 阻尼條的受力分析： 阻尼條斷裂的原因可歸結(jié)為受到電磁力、熱應(yīng)力和離心力所導(dǎo)致。 在起動(dòng)或加、減速瞬間過(guò)程中，阻尼端環(huán)中流過(guò)很大且不均勻的電流，因此，阻尼端環(huán)極間連接部位所產(chǎn)生的熱膨脹也是不均等的，由此形成在同一時(shí)間開(kāi)始發(fā)生變形，及變形程度的不同，

16、而產(chǎn)生扭力。 電磁力矩在阻尼條內(nèi)傳遞時(shí)，在電動(dòng)力的作用下便可產(chǎn)生彎曲力矩和剪切力矩。在一定程度上阻尼條與端環(huán)間的焊接部位將會(huì)導(dǎo)致斷裂或開(kāi)焊，并逐漸擴(kuò)大。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 2 2）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析 阻尼條的受力分析：阻尼條的受力分析： 電磁力電磁力 電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)的堵轉(zhuǎn)瞬間和加速起動(dòng)過(guò)程中，電磁力使轉(zhuǎn)子阻尼繞組籠條電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)的堵轉(zhuǎn)瞬間和加速起動(dòng)過(guò)程中，電磁力使轉(zhuǎn)子阻尼繞組籠條（阻尼條）沿整個(gè)磁極鐵心被拉向槽底。（阻尼條）沿整個(gè)磁極鐵心被拉向槽底。 該電磁力以?xún)杀额l率而波動(dòng)，且與轉(zhuǎn)子電流的平方成正比。該電磁力以?xún)杀额l率而波動(dòng)

17、，且與轉(zhuǎn)子電流的平方成正比。 如果阻尼條在槽口內(nèi)配合不緊就會(huì)產(chǎn)生徑向移動(dòng)，久而久之形成疲勞裂損。如果阻尼條在槽口內(nèi)配合不緊就會(huì)產(chǎn)生徑向移動(dòng)，久而久之形成疲勞裂損。 熱應(yīng)力熱應(yīng)力 集膚效應(yīng)使阻尼條上下邊之間因溫差效應(yīng)而產(chǎn)生熱應(yīng)力。集膚效應(yīng)使阻尼條上下邊之間因溫差效應(yīng)而產(chǎn)生熱應(yīng)力。 不正常的連續(xù)啟動(dòng)，及頻繁的速度變化將會(huì)使轉(zhuǎn)子阻尼繞組內(nèi)產(chǎn)生急劇的熱不正常的連續(xù)啟動(dòng)，及頻繁的速度變化將會(huì)使轉(zhuǎn)子阻尼繞組內(nèi)產(chǎn)生急劇的熱量積累。量積累。 由于每極下的阻尼條之間以及各磁極下的阻尼繞組電流分布是不均勻的，其由于每極下的阻尼條之間以及各磁極下的阻尼繞組電流分布是不均勻的，其熱膨脹就存在著時(shí)間差和溫度差，由此造成

18、熱應(yīng)力劇增。熱膨脹就存在著時(shí)間差和溫度差，由此造成熱應(yīng)力劇增。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 2 2）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析 阻尼條的受力分析：阻尼條的受力分析： 離心力離心力 離心力將阻尼條推向槽口。離心力與轉(zhuǎn)子直徑成正比，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方也離心力將阻尼條推向槽口。離心力與轉(zhuǎn)子直徑成正比，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方也成正比。成正比。 某廠某廠凸極式凸極式轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)狀態(tài) 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 2 2）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析）同步電動(dòng)機(jī)阻尼條斷裂原因分析 阻尼條斷裂的其它原因：阻尼條斷裂的其它原因：

19、 失步失步 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割阻尼繞組，阻尼繞組中流過(guò)很大的電流，過(guò)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割阻尼繞組，阻尼繞組中流過(guò)很大的電流，過(guò)熱，導(dǎo)致阻尼繞組開(kāi)焊及阻尼條斷裂。熱，導(dǎo)致阻尼繞組開(kāi)焊及阻尼條斷裂。 頻繁啟動(dòng)頻繁啟動(dòng) 使阻尼繞組頻繁且長(zhǎng)時(shí)間受到電磁力的沖擊。使阻尼繞組頻繁且長(zhǎng)時(shí)間受到電磁力的沖擊。 啟動(dòng)時(shí)投勵(lì)過(guò)早啟動(dòng)時(shí)投勵(lì)過(guò)早 未能牽入同步，造成振蕩，阻尼條受力過(guò)大。未能牽入同步，造成振蕩，阻尼條受力過(guò)大。 投勵(lì)過(guò)晚投勵(lì)過(guò)晚 使電機(jī)長(zhǎng)期處于亞同步狀態(tài)。使電機(jī)長(zhǎng)期處于亞同步狀態(tài)。 焊接質(zhì)量焊接質(zhì)量 阻尼環(huán)與阻尼條間焊接質(zhì)量不好，導(dǎo)致焊接處電阻較大而阻尼環(huán)與阻尼條間焊接質(zhì)量不好，導(dǎo)致焊接處電阻較大而過(guò)熱。過(guò)

20、熱。 公差配合公差配合 阻尼條和阻尼槽公差配合選擇不當(dāng)。阻尼條和阻尼槽公差配合選擇不當(dāng)。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 2 2）12000KW12000KW電機(jī)阻尼條斷裂原因電機(jī)阻尼條斷裂原因 該同步電機(jī)阻尼條端部斷裂的主要原因是阻尼條在槽內(nèi)配合不緊。該同步電機(jī)阻尼條端部斷裂的主要原因是阻尼條在槽內(nèi)配合不緊。 阻尼條處于鐵心槽中的部分與端部裸露并焊接在齒壓板頂端的部分散熱效果阻尼條處于鐵心槽中的部分與端部裸露并焊接在齒壓板頂端的部分散熱效果有所不同，前者散熱條件應(yīng)好于后者。但如果阻尼條與鐵心間存在較大的間隙，有所不同，前者散熱條件應(yīng)好于后者。但如果阻尼條與鐵心間存在較大的間隙

21、，就可能發(fā)生轉(zhuǎn)化。就可能發(fā)生轉(zhuǎn)化。 因此造成阻尼條長(zhǎng)期承受熱應(yīng)力而產(chǎn)生疲勞，在拉力和剪切力的作用下形成因此造成阻尼條長(zhǎng)期承受熱應(yīng)力而產(chǎn)生疲勞，在拉力和剪切力的作用下形成斷裂。斷裂。 當(dāng)一根阻尼條斷裂后必然造成同一極下的其它阻尼條電流增大，熱應(yīng)力加當(dāng)一根阻尼條斷裂后必然造成同一極下的其它阻尼條電流增大，熱應(yīng)力加劇，形成連鎖反應(yīng)使得同一極下的阻尼條相繼斷裂。劇，形成連鎖反應(yīng)使得同一極下的阻尼條相繼斷裂。 阻尼條集中斷裂在一個(gè)極下是熱應(yīng)力影響的主要特征，該電機(jī)的故障特征恰阻尼條集中斷裂在一個(gè)極下是熱應(yīng)力影響的主要特征，該電機(jī)的故障特征恰好與此吻合。好與此吻合。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障

22、案例簡(jiǎn)介 故障案例簡(jiǎn)介 3）修復(fù)方案及工藝）修復(fù)方案及工藝 12000KW電機(jī)阻尼條修復(fù)方案狀況狀況處置部位處置部位修理方式修理方式正常的阻尼條正常的阻尼條阻尼條的靠近阻尼條的靠近端部處端部處每每2 2個(gè)鐵心段錘擊沖壓個(gè)鐵心段錘擊沖壓阻尼條其余部位阻尼條其余部位每每4 4個(gè)鐵芯段錘擊沖壓個(gè)鐵芯段錘擊沖壓發(fā)生電蝕發(fā)生電蝕( (目測(cè)目測(cè)) )阻尼條全長(zhǎng)阻尼條全長(zhǎng)每每2 2個(gè)鐵芯段個(gè)鐵芯段焊接焊接錘擊沖壓錘擊沖壓松動(dòng)間隙松動(dòng)間隙0.25mm0.25mm阻尼條的靠近阻尼條的靠近端部處端部處每每2 2個(gè)鐵芯段個(gè)鐵芯段焊接焊接錘擊沖壓錘擊沖壓阻尼條全長(zhǎng)的其余部分阻尼條全長(zhǎng)的其余部分每每4 4個(gè)鐵芯段個(gè)鐵芯

23、段焊接焊接錘擊沖壓錘擊沖壓阻尼條斷裂阻尼條斷裂所有斷裂的阻尼條所有斷裂的阻尼條全長(zhǎng)全長(zhǎng)每每2 2個(gè)相鄰鐵芯段個(gè)相鄰鐵芯段必須焊接必須焊接錘擊沖壓錘擊沖壓注：兩通風(fēng)槽之間為一鐵芯段。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3）修復(fù)方案及工藝）修復(fù)方案及工藝 修復(fù)方案： 對(duì)發(fā)生斷裂的9根阻尼條，在鐵芯槽口開(kāi)坡口后堆焊后沖壓緊固。 對(duì)其他無(wú)斷裂點(diǎn)的阻尼條僅采用錘擊加固的處理措施，使鐵芯縫道呈圓弧狀變形，壓緊阻尼條。 對(duì)阻尼條斷裂裂紋不進(jìn)行焊接處理。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3 3）修復(fù)方案及工藝）修復(fù)方案及工藝 修復(fù)工藝：修復(fù)工藝： 全面檢查確認(rèn)發(fā)生斷裂、松動(dòng)、電蝕

24、的阻尼條。根據(jù)修復(fù)原則在需焊接和全面檢查確認(rèn)發(fā)生斷裂、松動(dòng)、電蝕的阻尼條。根據(jù)修復(fù)原則在需焊接和僅需錘擊沖壓位置分別做好記號(hào)標(biāo)識(shí)。僅需錘擊沖壓位置分別做好記號(hào)標(biāo)識(shí)。 為了檢測(cè)阻尼條松動(dòng)狀態(tài)及插入不同厚度薄鋼片以撐緊松動(dòng)的阻尼條，需為了檢測(cè)阻尼條松動(dòng)狀態(tài)及插入不同厚度薄鋼片以撐緊松動(dòng)的阻尼條，需用用V V形銑頭在需焊接的槽口位置開(kāi)適當(dāng)寬度的坡口，使阻尼條和鐵心間獲得合形銑頭在需焊接的槽口位置開(kāi)適當(dāng)寬度的坡口，使阻尼條和鐵心間獲得合適的鑲襯間隙，見(jiàn)圖適的鑲襯間隙，見(jiàn)圖4-2-94-2-9。 插入鋼片尺寸：插入鋼片尺寸：12.712.70.05mm0.05mm、12.712.70.15mm0.15m

25、m、12.712.70.20mm0.20mm。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3）修復(fù)方案及工藝 Diagram 4. Milling of the core sections5 mm25 mmca. 8 mm3,5 mm60鐵 心 磨 削開(kāi)坡口 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3 3）修復(fù)方案及工藝）修復(fù)方案及工藝 修復(fù)工藝：修復(fù)工藝： 斷裂的阻尼條在靠近有阻尼條斷裂點(diǎn)鐵心槽口處開(kāi)坡口后實(shí)施焊接。斷裂的阻尼條在靠近有阻尼條斷裂點(diǎn)鐵心槽口處開(kāi)坡口后實(shí)施焊接。 靠近有阻尼條斷裂點(diǎn)側(cè)，鐵心焊點(diǎn)密度加大?？拷凶枘釛l斷裂點(diǎn)側(cè)，鐵心焊點(diǎn)密度加大。 所有標(biāo)識(shí)的施焊槽口必

26、須滿焊，焊接時(shí)銅阻尼條不允許被融化。所有標(biāo)識(shí)的施焊槽口必須滿焊，焊接時(shí)銅阻尼條不允許被融化。 為了降低熱影響，在同一片區(qū)域不能一個(gè)接著一個(gè)焊接。為了降低熱影響，在同一片區(qū)域不能一個(gè)接著一個(gè)焊接。 氬弧焊接時(shí)須按規(guī)定的焊接步驟、焊接材料、焊接電流逐層堆焊。氬弧焊接時(shí)須按規(guī)定的焊接步驟、焊接材料、焊接電流逐層堆焊。 開(kāi)施焊坡口開(kāi)施焊坡口 坡口堆焊坡口堆焊 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3 3）修復(fù)方案及工藝）修復(fù)方案及工藝 修復(fù)工藝：修復(fù)工藝： 為避免焊縫金屬與阻尼條出現(xiàn)細(xì)微的間隙，焊接后焊縫必須用沖錘鍛壓。為避免焊縫金屬與阻尼條出現(xiàn)細(xì)微的間隙，焊接后焊縫必須用沖錘鍛壓。 無(wú)斷裂

27、點(diǎn)的阻尼條固緊僅采用錘擊沖壓加固的方式處理，使鐵芯縫道呈圓無(wú)斷裂點(diǎn)的阻尼條固緊僅采用錘擊沖壓加固的方式處理，使鐵芯縫道呈圓弧狀變形，沖壓后狀態(tài)見(jiàn)圖?；钭冃危瑳_壓后狀態(tài)見(jiàn)圖。 目的：通過(guò)上述目的：通過(guò)上述5 5項(xiàng)工藝措施抑制阻尼繞組在鐵芯中的振蕩，防止阻尼條疲項(xiàng)工藝措施抑制阻尼繞組在鐵芯中的振蕩，防止阻尼條疲勞斷裂。勞斷裂。 鉚固焊接點(diǎn)鉚固焊接點(diǎn) 修復(fù)后的轉(zhuǎn)子表面狀態(tài)修復(fù)后的轉(zhuǎn)子表面狀態(tài) 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3）修復(fù)方案及工藝 采取 “迂回”焊接連接方式把斷裂處銅條與短路環(huán)連接在一起。具體做法是在阻尼銅條鐵心鐵心阻尼條短路環(huán)之間形成回路 迂回連接回路 正?；芈?同步

28、機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 3）修復(fù)方案及工藝 上述工序完成，并經(jīng)徹底吹揩清潔后，圖絕緣覆蓋漆。 對(duì)阻尼條斷裂點(diǎn)不作焊接修復(fù)，而只是通過(guò)與阻尼條靠近的鐵心實(shí)施銅鐵焊而構(gòu)成阻尼電流回路，經(jīng)過(guò)幾年的正常運(yùn)行，證明是可行的。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 4 4）、總結(jié)：）、總結(jié)：A、阻尼條斷裂的原因主要是在電機(jī)制造過(guò)程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣阻尼條嵌入鐵心槽中的配合間隙偏大，并且在電機(jī)浸漆固化過(guò)程中旋轉(zhuǎn)不充分，導(dǎo)致電機(jī)在干燥過(guò)程中阻尼槽內(nèi)的絕緣漆在重力的作用下滲出，浸漬漆樹(shù)脂流失。這樣，電機(jī)在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中，軋機(jī)負(fù)荷的變化使電機(jī)阻尼條產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流，阻尼條在承受的熱應(yīng)

29、力、機(jī)械應(yīng)力、電動(dòng)力情況下，造成阻尼條在鐵芯內(nèi)周期震蕩、松動(dòng)、發(fā)展，最終疲勞斷裂。B、電機(jī)阻尼條本體故障發(fā)展是個(gè)逐步漸進(jìn)的過(guò)程。斷裂的阻尼條本體一方面存在機(jī)械性故障發(fā)展特征，另一方面，它又具有電氣故障的發(fā)展特征。通過(guò)監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，包括電機(jī)電壓、電流、溫度等外部表征量，對(duì)電機(jī)阻尼條本體故障發(fā)展情況檢測(cè)以及對(duì)電機(jī)振動(dòng)等動(dòng)態(tài)性能測(cè)試分析，制定阻尼條斷裂缺陷量化指標(biāo)，在不同階段準(zhǔn)確評(píng)估電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，成功預(yù)測(cè)了故障發(fā)展的態(tài)勢(shì)。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 4 4）、總結(jié)：）、總結(jié)：C、根據(jù)F2大電機(jī)故障現(xiàn)象及特征，采取了針對(duì)性的修復(fù)方案。針對(duì)大量阻尼條松動(dòng)的情況，采取對(duì)所有松動(dòng)的

30、阻尼條重新打銃固定的方案。針對(duì)阻尼條斷裂缺陷修復(fù)的關(guān)鍵點(diǎn)是連接斷裂的阻尼條，增加阻尼條本體緊固措施。否定了采用軟釬焊的工藝方案，采用“迂回”氬弧焊修補(bǔ)法，把斷裂處銅條與短路環(huán)連接在一起。 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 同步機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼條松動(dòng)、斷裂的故障 故障案例簡(jiǎn)介 案例三：熱軋粗軋R4軋機(jī)9000KW同步電機(jī)阻尼端環(huán)連接件過(guò)熱斷裂； 故障案例簡(jiǎn)介 凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 1 1）某廠）某廠9000KW9000KW同步電動(dòng)機(jī)阻尼繞組端環(huán)軟連接件松動(dòng)過(guò)熱、斷裂同步電動(dòng)機(jī)阻尼繞組端環(huán)軟連接件松動(dòng)過(guò)熱、斷裂 故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象 檢查發(fā)現(xiàn)該電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組極間軟連接件的

31、固定螺栓斷裂，導(dǎo)致連接檢查發(fā)現(xiàn)該電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組極間軟連接件的固定螺栓斷裂，導(dǎo)致連接銅排翻起刮傷定子端部線圈。斷裂螺栓根部區(qū)域有明顯的疲勞發(fā)展最終拉銅排翻起刮傷定子端部線圈。斷裂螺栓根部區(qū)域有明顯的疲勞發(fā)展最終拉斷的痕跡；螺栓中部存在熔斷痕跡，連接排表面燒熔，短路排表面燒熔產(chǎn)斷的痕跡；螺栓中部存在熔斷痕跡，連接排表面燒熔，短路排表面燒熔產(chǎn)生凹坑。生凹坑。阻尼條端環(huán)連接件斷裂狀態(tài)阻尼條端環(huán)連接件斷裂狀態(tài) 故障案例簡(jiǎn)介 故障原因故障原因 電機(jī)異步起動(dòng)時(shí)阻尼繞組處的溫升較高，阻尼繞組軟連接銅排受熱膨電機(jī)異步起動(dòng)時(shí)阻尼繞組處的溫升較高，阻尼繞組軟連接銅排受熱膨脹，起動(dòng)結(jié)束后該處溫升又下降，以及存在的電

32、流不均勻分布，溫差效應(yīng)脹，起動(dòng)結(jié)束后該處溫升又下降，以及存在的電流不均勻分布，溫差效應(yīng)導(dǎo)致的扭力和剪切力。導(dǎo)致的扭力和剪切力。 連接銅排、連接件銅排與鋼質(zhì)連接螺栓的熱膨脹系數(shù)相差較大，熱膨連接銅排、連接件銅排與鋼質(zhì)連接螺栓的熱膨脹系數(shù)相差較大，熱膨脹時(shí)連接螺栓受到一個(gè)額外的熱應(yīng)力，螺栓產(chǎn)生拉伸，使接觸電阻增大加脹時(shí)連接螺栓受到一個(gè)額外的熱應(yīng)力，螺栓產(chǎn)生拉伸，使接觸電阻增大加劇形成局部高溫。形成惡循環(huán)，最終使緊固螺栓疲勞斷裂。劇形成局部高溫。形成惡循環(huán)，最終使緊固螺栓疲勞斷裂。 連接銅排一端固定螺栓斷裂后，導(dǎo)致連接排打火燒斷，燒斷的連接銅連接銅排一端固定螺栓斷裂后，導(dǎo)致連接排打火燒斷，燒斷的連接

33、銅排翻起刮傷定子端部線圈表面絕緣。排翻起刮傷定子端部線圈表面絕緣。凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 修復(fù)措施修復(fù)措施 1 1、針對(duì)現(xiàn)有連接排緊固螺栓的連接強(qiáng)度問(wèn)題。確定采用、針對(duì)現(xiàn)有連接排緊固螺栓的連接強(qiáng)度問(wèn)題。確定采用8.88.8級(jí)高強(qiáng)螺栓；級(jí)高強(qiáng)螺栓；螺栓緊固力矩采用螺栓緊固力矩采用140kNm140kNm。 2 2、為防止起動(dòng)時(shí)大電流集膚效應(yīng)作用燒熔銅片，連接片以、為防止起動(dòng)時(shí)大電流集膚效應(yīng)作用燒熔銅片，連接片以2.02.0* *4 4片替代片替代原來(lái)原來(lái)0.50.5* *1616片的型式進(jìn)行更換，增加連接片載流面積。片的型式進(jìn)行更換，增加連接片載流面積。 3 3、

34、采用涂高銀含量的導(dǎo)電膏，修補(bǔ)短路排表面因故障燒熔產(chǎn)生的凹坑，、采用涂高銀含量的導(dǎo)電膏，修補(bǔ)短路排表面因故障燒熔產(chǎn)生的凹坑，降低接觸電阻。降低接觸電阻。 凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 實(shí)施實(shí)施 阻尼條端環(huán)連接排軟連接更換阻尼條端環(huán)連接排軟連接更換 1 1、將原阻尼環(huán)軟連接編號(hào)左、右分別編號(hào)。、將原阻尼環(huán)軟連接編號(hào)左、右分別編號(hào)。 2 2、松開(kāi)螺栓防松鐵板。、松開(kāi)螺栓防松鐵板。 3 3、用力矩扳手松開(kāi)螺栓、螺母。目的是為了檢查以前螺栓緊固力矩。、用力矩扳手松開(kāi)螺栓、螺母。目的是為了檢查以前螺栓緊固力矩。 4 4、阻尼端環(huán)接觸面處理：、阻尼端環(huán)接觸面處理： 高出平面燒痕銼光

35、。高出平面燒痕銼光。 用砂紙小砂輪將平面砂光。用砂紙小砂輪將平面砂光。 用丙酮清潔接觸表面、去油。用丙酮清潔接觸表面、去油。 低于的凹坑清理干凈。低于的凹坑清理干凈。凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 5 5、連接排表面涂刷導(dǎo)電膏。、連接排表面涂刷導(dǎo)電膏。 6 6、上軟連接：、上軟連接： 端環(huán)接觸面按工藝涂刷導(dǎo)電膏。端環(huán)接觸面按工藝涂刷導(dǎo)電膏。 按圖紙要求裝置軟連接。按圖紙要求裝置軟連接。 按螺紋強(qiáng)度等級(jí)按螺紋強(qiáng)度等級(jí)8.88.8級(jí)用力矩扳手將螺栓緊固，緊固力矩級(jí)用力矩扳手將螺栓緊固，緊固力矩140140160NM160NM。 翻緊保險(xiǎn)片或點(diǎn)焊螺栓、螺母。翻緊保險(xiǎn)片或點(diǎn)焊螺

36、栓、螺母。 噴柒或刷漆。每個(gè)螺絲做好記號(hào)，以便今后檢查。噴柒或刷漆。每個(gè)螺絲做好記號(hào)，以便今后檢查。凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 實(shí)施效果實(shí)施效果 運(yùn)行兩個(gè)月后開(kāi)罩檢查，測(cè)得各級(jí)連接排接觸電阻無(wú)異常變化，外觀運(yùn)行兩個(gè)月后開(kāi)罩檢查，測(cè)得各級(jí)連接排接觸電阻無(wú)異常變化，外觀上檢查未發(fā)現(xiàn)連接螺栓過(guò)熱變色、松動(dòng)等不良情況。上檢查未發(fā)現(xiàn)連接螺栓過(guò)熱變色、松動(dòng)等不良情況。凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 磁極之間阻尼端環(huán)的連接是同步電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最薄弱環(huán)節(jié)，也是故障磁極之間阻尼端環(huán)的連接是同步電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最薄弱環(huán)節(jié)，也是故障多發(fā)的重要部位。其原因歸結(jié)如下：多

37、發(fā)的重要部位。其原因歸結(jié)如下：1 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接材料、焊接工藝、鐵心疊片質(zhì)量以及阻尼條與槽口的、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接材料、焊接工藝、鐵心疊片質(zhì)量以及阻尼條與槽口的配合狀態(tài)等相關(guān)因素的影響。配合狀態(tài)等相關(guān)因素的影響。2 2、啟動(dòng)過(guò)程中瞬間產(chǎn)生的大電流沖擊，致使端環(huán)連接部位產(chǎn)生的熱應(yīng)變、啟動(dòng)過(guò)程中瞬間產(chǎn)生的大電流沖擊，致使端環(huán)連接部位產(chǎn)生的熱應(yīng)變使連接部位的導(dǎo)電接觸面的接觸電阻大大增加，形成局部高溫。當(dāng)溫升和使連接部位的導(dǎo)電接觸面的接觸電阻大大增加，形成局部高溫。當(dāng)溫升和局部變形超過(guò)了其極限時(shí)，就可能產(chǎn)生電弧而燒溶阻尼條及端環(huán)，發(fā)生斷局部變形超過(guò)了其極限時(shí)，就可能產(chǎn)生電弧而燒溶阻尼條及端環(huán)，發(fā)生斷裂

38、等故障。裂等故障。3 3、電磁力、離心力、彎曲力矩和剪切力矩的作用。、電磁力、離心力、彎曲力矩和剪切力矩的作用。凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 2 2）某廠）某廠6500KW6500KW同步電動(dòng)機(jī)阻尼條端環(huán)硬連接銅排斷裂同步電動(dòng)機(jī)阻尼條端環(huán)硬連接銅排斷裂3 3）針對(duì)轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接緊固件的點(diǎn)檢）針對(duì)轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接緊固件的點(diǎn)檢定期檢查轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接緊固件是否存在松動(dòng)、斷裂，移位、定期檢查轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接緊固件是否存在松動(dòng)、斷裂，移位、過(guò)熱變色、污穢、緊固螺栓斷裂等情況。過(guò)熱變色、污穢、緊固螺栓斷裂等情況。在發(fā)現(xiàn)明顯異常的情況下拆下連接件，檢查否存在連接件及端環(huán)在發(fā)現(xiàn)明

39、顯異常的情況下拆下連接件，檢查否存在連接件及端環(huán)電蝕、緊固螺栓疲勞劣化等情況并予以處置。電蝕、緊固螺栓疲勞劣化等情況并予以處置。凸極式轉(zhuǎn)子阻尼端環(huán)連接件松動(dòng)過(guò)熱斷裂故障 故障案例簡(jiǎn)介 1、交流同步電動(dòng)機(jī)的工作原理簡(jiǎn)介 故障案例簡(jiǎn)介 故障案例簡(jiǎn)介 冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障；1、故障現(xiàn)象: 2012年4月7日0點(diǎn)42分，1730冷軋廠4#機(jī)架主傳動(dòng)6500kW同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子極靴板固定螺栓頭脫落，造成定子繞組嚴(yán)重短路燒損及接地故障，造成五機(jī)架停運(yùn)，損失巨大。定轉(zhuǎn)子損傷情況： 現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)端部蓋板可

40、見(jiàn)定子繞組局部45只線圈明顯的短路電弧灼傷，轉(zhuǎn)子端部極靴等處燒融的銅渣積敷，見(jiàn)圖。從盡可能降低停機(jī)損失出發(fā)，當(dāng)時(shí)還是考慮立足局部小修。 但離線解體后發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)遠(yuǎn)比預(yù)先估計(jì)的嚴(yán)重，負(fù)荷側(cè)定子上層繞組明顯短路灼毀79只，底層線圈也有較大面積的灼損變色，內(nèi)部具體灼傷情況觀察不到，見(jiàn)圖3、圖4。左下側(cè)兩只線圈擦傷，槽口綁匝帶整個(gè)圓周都已磨損，線圈端部表面及電機(jī)下部箱內(nèi)散落較多燒融的銅渣。 故障案例簡(jiǎn)介 電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)電機(jī)型號(hào)TDZBS6500-4TDZBS6500-4功率（功率（KWKW）6500/6500/74756500/6500/7475工作制工作制S9/S9/S1S9/S9

41、/S1轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(r/min)(r/min)395/1200/395395/1200/395絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)F F頻率（頻率（HZHZ）13.167/40/13.16713.167/40/13.167電機(jī)極數(shù)電機(jī)極數(shù)4 4電壓電壓/ /電流（電流（V/AV/A）3300/3300/3300V3300/3300/3300V1171/1184/1349A1171/1184/1349A繞組型式繞組型式Y(jié) Y轉(zhuǎn)子勵(lì)磁（轉(zhuǎn)子勵(lì)磁（V/AV/A）112/111/134V112/111/134V424/417/484A424/417/484A防護(hù)型式防護(hù)型式IP54IP54電機(jī)冷卻型式電機(jī)冷卻型式IC 86W

42、IC 86W電機(jī)總重（電機(jī)總重（t t）52.452.4制造廠制造廠/ /出廠日期出廠日期上海電機(jī)廠上海電機(jī)廠/2007.6/2007.6冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 冷軋冷軋17

43、301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障；一、故障現(xiàn)象一、故障現(xiàn)象: : 轉(zhuǎn)子負(fù)荷側(cè)4只極靴板固定螺栓的螺栓頭已完全斷裂脫落，脫落后磨損碾壓熔損變形見(jiàn)圖，相鄰的另一只螺栓頭十字溝槽內(nèi)可見(jiàn)明顯的裂紋。極靴板圓弧面深約34mm長(zhǎng)約300mm，寬約150mm的磨損傷痕且變形翹起，阻尼環(huán)連接部在離心力的作用下變形翹起形成較大縫隙，4只M16螺栓可能已被剪斷，連接部施焊部位已開(kāi)裂，該磁極線圈靠負(fù)荷側(cè)端部隨著螺栓緊固力的消失同樣在離心力電磁力的作用下與極靴板翹起一樣也沿徑向翹起，中間縫隙約12mm。 故障案例簡(jiǎn)介 脫落后摩擦、

44、碾壓變形后的螺栓頭銅渣及磨損擠壓熔損變形的螺栓頭銅渣及磨損擠壓熔損變形的螺栓頭 螺栓頭斷裂脫落，極靴板變形螺栓頭斷裂脫落，極靴板變形冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 已被拉伸斷裂尚已被拉伸斷裂尚未脫落的螺栓頭未脫落的螺栓頭阻尼環(huán)連接部變形阻尼環(huán)連接部變形翹起縫隙翹起縫隙冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 轉(zhuǎn)子磁極線圈沿徑向逃轉(zhuǎn)子磁極線圈沿徑向逃出約出約12mm12mm

45、縫隙縫隙冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 以上故障狀態(tài)及損壞的嚴(yán)重程度，端部線圈排列緊密，損壞線圈數(shù)量多，現(xiàn)有的小修工藝，線圈很難排入。其次，下層邊的損傷情況也很不樂(lè)觀。因此，可以判定小修已難以恢復(fù)其正常功能。在考慮了定、轉(zhuǎn)子修復(fù)難度，裝備、工藝能力，材料準(zhǔn)備及工期的緊迫性等著因素后，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)果斷決定電機(jī)轉(zhuǎn)制造廠修復(fù)，于4月7日21點(diǎn)運(yùn)到上海電機(jī)廠。冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障

46、； 故障案例簡(jiǎn)介 二、二、故障原因分析故障原因分析 1、故障的始因在轉(zhuǎn)子，直接原因是固定極靴板的M48螺栓斷裂。抽心后的狀態(tài)顯現(xiàn)，轉(zhuǎn)子磁極極靴板緊固螺栓有4只斷裂，斷裂發(fā)生在頭桿結(jié)合部位 ，相鄰的2個(gè)螺栓也有可見(jiàn)開(kāi)裂。通過(guò)寶鋼相關(guān)技術(shù)部門(mén)的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)分析，基本可以確定：螺栓的斷裂性質(zhì)為疲勞斷裂，裂紋由螺桿交接部位的R角外表面向內(nèi)擴(kuò)展，并延伸至頭部的十字槽內(nèi)。頭部十字槽深度的加深降低了螺栓頭桿交接部位的強(qiáng)度冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW

47、6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 二、二、故障原因分析故障原因分析: :2、 通過(guò)對(duì)帶回的同磁極的3只螺栓進(jìn)行拉伸試驗(yàn)其斷裂位置也在頭桿結(jié)合部，其抗拉強(qiáng)度分別為484、486、496MPa，低于螺栓設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求。3、受力有限元分析結(jié)果為：當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200r/min時(shí)，螺釘頭部圓弧倒角處的最大等效應(yīng)力達(dá)到550 MPa，已接近螺栓材料的屈服點(diǎn)580 MPa。因此，螺釘頭部圓弧倒角處存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中(圖137），安全系數(shù)很低，容易在該位置產(chǎn)生裂紋并發(fā)生疲勞斷裂。冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電

48、機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 4、在忽略螺栓相對(duì)于拉力較小所受的切向力后，螺栓主要受到預(yù)緊力和離心力。單個(gè)螺栓的受力計(jì)算如下：?jiǎn)蝹€(gè)螺釘?shù)念A(yù)緊力矩M=430 Nm，折算后的預(yù)緊力約為：當(dāng)轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速1200r/min時(shí)，每個(gè)螺釘承受的離心力約為：在轉(zhuǎn)速為1200r/min時(shí)，單個(gè)螺栓承受的總拉力為：(N) 4479248/4300005/5dMF預(yù)緊(N) 1677200.494/20)6

49、020021(43020/22rmF離心(N) 12512244792167720F預(yù)緊離心螺栓FF冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 三、三、故障的發(fā)生過(guò)程描述故障的發(fā)生過(guò)程描述： 1） 轉(zhuǎn)子4#極靴板負(fù)荷側(cè)最外側(cè)的一只固定螺栓的螺栓頭在總拉力（預(yù)緊力+離心力）、電磁力等作用下從應(yīng)力最集中處（薄弱點(diǎn)）疲勞斷裂脫落。剩余的19只螺栓單只承受的拉力增大，靠近斷裂螺栓附近尤為突出，接著就呈現(xiàn)了鄰近螺栓頭相繼斷裂的惡性延伸。即將斷裂脫落的編號(hào)為4-8、4-13的螺栓狀態(tài)可證明這一點(diǎn)（見(jiàn)圖

50、7、圖45）。如果不是傷及定子繞組形成短路接地故障，螺栓斷裂的惡性漫延，所造成的電機(jī)損壞是難以想象的，也不會(huì)是12天就可修復(fù)的。冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 三、三、故障的發(fā)生過(guò)程描述故障的發(fā)生過(guò)程描述：2)、隨著螺栓頭斷裂數(shù)量的增加，極靴板該區(qū)域失去緊固力，在離心力的作用下變形翹起。同時(shí)，門(mén)型阻尼環(huán)也沿離心力方向拉伸變形，4只M16固定螺栓在離心力、剪切力的作用下被完全切斷，阻尼環(huán)間連接焊縫被撕裂，阻尼環(huán)處于斷續(xù)開(kāi)路或至少是接觸不良的狀態(tài)。同樣失去壓緊力的磁極線圈也沿徑向位

51、置移位，出現(xiàn)約12mm的間隙（見(jiàn)圖9）。3）、斷裂的螺栓頭在定轉(zhuǎn)子氣隙中摩擦、游動(dòng)使電機(jī)的機(jī)械、電磁振動(dòng)和異常噪音增大，同時(shí)由于阻尼環(huán)可能處于斷續(xù)開(kāi)路失效的狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)在電氣和機(jī)械上都處于異常運(yùn)行狀態(tài)。（電氣上應(yīng)當(dāng)有異常反映，機(jī)械方面應(yīng)可聽(tīng)到異常聲音）冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 三、三、故障的發(fā)生過(guò)程描述故障的發(fā)生過(guò)程描述：4）、斷裂脫落的螺栓頭，在摩擦變薄脫離圓形孔穴后，不穩(wěn)定的被吸附在極靴表面或定子鐵芯表面，在摩擦和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦流等作用下，劇烈發(fā)熱熔損。原厚度為2

52、6mm螺栓頭，被熔損擠壓成厚度僅為23mm的碎片狀（見(jiàn)圖138、139）。故障磁極極靴表面和定子鐵芯表面嚴(yán)重磨損，定子鐵芯最外側(cè)和一處通風(fēng)槽整個(gè)圓周扇張變形，通風(fēng)槽被覆蓋阻塞冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 從定子鐵芯中間局部也存在明顯的過(guò)熱片間絕緣損傷，說(shuō)明電機(jī)運(yùn)行中靠近負(fù)荷側(cè)斷落的螺栓頭也會(huì)沿軸向游移到中間部位，電機(jī)的間隙為10mm，因此在磨薄后卡貼在定子鐵芯表面時(shí)，內(nèi)部會(huì)感生渦流產(chǎn)生熾熱的高溫并呈熔化趨勢(shì)，同時(shí)高溫使該處定子鐵芯片間絕緣嚴(yán)重?fù)p傷。冷軋冷軋17301730軋機(jī)

53、軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 5）、脫落的（較高溫度）螺栓頭被擠壓在定子繞組端部時(shí)，使絕緣受到機(jī)械損傷或過(guò)熱失效，形成匝間短路，并迅即漫延為數(shù)只線圈的嚴(yán)重短路及接地跳閘。強(qiáng)烈的短路電弧也會(huì)對(duì)底層的線圈造成影響，后來(lái)線圈拆除后的實(shí)際情況證明了這一點(diǎn)，個(gè)別底層的線圈也已發(fā)生匝間熔斷及嚴(yán)重的主絕緣碳化（見(jiàn)圖19、20）。6）、綜上5點(diǎn)可以認(rèn)為，該電機(jī)的故障應(yīng)當(dāng)有一段時(shí)期的發(fā)展、漫延擴(kuò)大過(guò)程。冷軋冷軋17301730軋機(jī)軋機(jī)6500KW6500KW同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障同步電機(jī)凸極式轉(zhuǎn)子磁極脫落甩出掃膛故障； 故障案例簡(jiǎn)介 四四、螺栓頭斷裂反映出的設(shè)計(jì)、和工藝執(zhí)行中存在的問(wèn)題、螺栓頭斷裂反映出的設(shè)計(jì)、和工藝執(zhí)行中存在的問(wèn)題 1）螺栓頭部十字槽深度原設(shè)計(jì)為12mm,后改為15mm，個(gè)別實(shí)測(cè)值為15.17mm。從裂紋由螺桿交接部位的R角外表面向內(nèi)擴(kuò)展，并延伸至頭部的十字槽內(nèi)，說(shuō)明頭部十字槽深度的加深降低了螺栓頭部的堅(jiān)固性能，即降低了螺栓頭桿交接部位的強(qiáng)度。據(jù)說(shuō)是，由于螺栓緊固中，專(zhuān)用工