核电站电辅泵用电动机振动解决方案

，

(1佳木斯电机股份有限公司，黑龙江佳木斯 154002；2中国石油华北石化公司，河北任丘 062552)

0 引言

为了适应我国核电发展的需要，大力推进设备国产化已成为一个重大的战略决策，并已在设计院、科研院所和制造业界得到了广泛的认同和积极的响应。但在核电设备国产化的进程中，电机作为必要设备之一，应用广泛、使用频繁，且与其配合的设备种类繁多，会不可避免的出现一些不可预知的问题，本文就核电站电辅泵电机在主机厂带泵试验时出现振动超标的问题进行分析解决，为此类设备国产化生产过程提供借鉴。

1 振动测试

为核电站设计制造的电辅泵电机，型号HYKS 400-2 560kW 电压等级：6.6kV。在制造厂，出厂试验振动值小于2.3mm/s，在主机厂进行耐久试验，试验时振动超标，最高振动值达到4.0mm/s。从初始运行至热态，电机振动指标出现较大幅度变化。

电机在初始运行振动良好，振动值基本维持在1.8～2.0mm/s带载运行2h后，电机尾端水平方向振动2.9～4.0mm/s之间波动，且电机轴承运转有异常响声，热态振动表现比较明显。

经现场评定，确定电机需返回制造厂进行处理。回厂后对电机进行试验，在测试过程中，其有效值(烈度值)不是一直不变，实际上是呈现出正弦波的形状，根据实验结果，初步怀疑电机偏心。

基于轴承在电机运转过程中的重要性，同时对电机轴承故障进行分析，电机同步转速为3000r/min，轴承特有故障频率见表1。

表1 轴承特有故障频率表

截取电机在回厂试验振动期频谱，通过对电机频谱图分析，在308Hz及292Hz处，有一峰值；6219滚动轴承的内环通过频率为294.5Hz，但该峰值不大，从包络谱中可也看到该峰值很小，不应对电机运行造成较大影响，因此可暂不考虑轴承对振动影响。

2 解决方案

2.1 判定原因

2.1.1 对电机所有零部件进行复检，其中机座进行跳动检查，以定子铁心定位，打机座两端止口的端面和径向跳动，检测结果，止口径跳0.21；止口端面跳动0.25，判定结论形位公差尺寸超差。

2.1.2 对电机转子重新进行动平衡，转子不平衡量符合要求。

2.1.3 对电机端盖尺寸及形位公差进行检验，检测结果，平面度超差0.09mm，判定端盖形位公差超差。

2.2 试验方案

2.2.1 为保证机座同心度，将机座止口由φ735mm加工到φ736mm。

2.2.2 重新生产电机端盖，按调整尺寸后的机座配尺，确保端盖平面度及与机座配合尺寸。

2.2.3 通过对机座及端盖的修理，装配后重新试验，通过模拟现场运行环境，电机连续运行4h后，振动值开始逐步提高，尾端水平振动值达到4.8mm/s，遂中止试验。第一方案并未对电机振动值产生有益影响。

2.2.4 试验结束后拆检，未发现轴承、端盖、轴研伤磨损问题，基本排除主要支撑部件尺寸问题。

2.3 方案调整

由于电机带载运行后振动超标，且振动方向为水平，考虑电机热态振动，需进一步排除轴和转子配合间隙是否合适，故确定更换新的转子。采取先测量转子内孔尺寸，更换后的轴按转子尺寸确定公差，保证配合尺寸在合理范围。加工更换转子后，电机在制造厂通过控制进水温度方式，保证电机定子温度在70℃左右(与主机厂带载相近)，连续运行24h，电机测量振动值保持在2.0mm/s以下，满足要求。

3 原因分析

3.1 电机在更换新转子后振动测试数据达到预期要求，说明电机热态振动的主要原因为转子本身制造质量造成。具体原因为：铸铝转子叠片过程中内孔整齐度出现偏差，造成电机轴铁心台与铸铝转子内孔接触面积不够。此现象在电机运转初期不会对电机振动造成影响，但电机在运转一段时间后温度上升，加之电机轴铁心台与铸铝转子内孔接触面积不够，导致电机转子出现松动从而造成电机振动增大、轴承出现异常响声。

3.2 机座精加工后的形位公差主要依靠机床保证，可能由于机床或人因导致机座止口偏差，且电机机座在出厂前未检测形位公差，导致电机定转子不同心，引起电机振动。

3.3 电机轴承、端盖、机座作为主要支撑部件，在加工过程中需注意配合尺寸的检查核算，出现振动超标首先要排除此类支撑部件的问题。

4 结语

由于核能发电具有经济性好，而且干净、无污染对环境影响小等优点，我国已经把核电作为解决未来电能紧缺的主要手段之一，但在核电设备过程化中不可避免的出现了一些问题，电机制造和使用过程中，振动问题较为常见，此类问题的处理和解决，也具有普遍的借鉴和指导意义，本次电辅泵出现的问题，得到了及时有效的解决，并积累了一定的经验，这对加快我国核电站建设具有重要意义。