某电厂凝结水泵电机转子非驱动端硅钢片松动故障分析及处理工艺

黄文远 吴晓东 陈露华

摘要：某电厂6.6KV凝结水泵三台电机转子非驱动端硅钢片有松动现象，松动及非松动部位处硅钢片与齿压板之间存在0.1—1mm不等的间隙。为彻底消除该系统电机的故障，检修人员对此电机转子进行了重新冲压，非驱动端氩弧焊加强处理及转子整体浸漆处理，通过电机运行期间的实践检验，本次电机转子检修后现场实施效果良好，并为后续此类故障的处理提供了可靠的处理借鉴方案。

关键词：6.6KV电机  转子硅钢片  松动

一、基本概述

某电厂6.6KV凝结水泵电机转子鼠笼条及短路环为铜材质，转子鼠笼条外包裹金属软薄片并延轴向墩冲涨紧，防止硅钢片窜动位移;转子用0.35mm硅钢片由驱动端压入直至到达设计厚度，并对硅钢片整体冲压;转子铁芯硅钢片使用7mm 的碳钢齿压板和铁芯压圈压紧固定，于驱动端套入齿压板和铁芯压圈，并焊接互成90°的四个定位键进行锁紧固定。

该电站在商运期间，监测凝结水泵系统电机运行振动高，在小修期间，对电机进行解体检查发现电机转子风扇与非驱动端盖摩擦，返厂检修后电机投运状态没有明显改善。运行一年后，再次对凝结水泵电机进行解体检查，发现电机转子非驱动端硅钢片多处存在松动现象，松动及非松动部位处硅钢片与齿压板之间存在0.1—1.08mm不等的间隙。

二、原因分析

经过检修及厂家人员对凝结水泵电机共同进行缺陷检查及故障原因分析，认为其故障原因主要体现在以下三个方面：

1、电机转子硅钢片在生产叠压过程中，对漆膜厚度随温度变化的收缩膨胀量考虑不足，导致叠压转子铁芯硅钢片压紧力不足，叠压系数偏小。

在标准生产工艺规范中，电机铁芯的叠压系数应不小于0.95，硅钢片叠压时，通过参考电机的安装方式及运行的温度效应，在不产生硅钢片损伤形变的前提下，适当提高压紧力，可增大叠压系数。该电机在生产制造过程中，没有充分考虑铁芯硅钢片在电机运行期间受热膨胀的影响，而硅钢片间的漆膜在热应力挤压下被压平变薄，硅钢片间的粘结结构改变，导致硅钢片实际叠压高度在运行中逐步变小并趋于稳定，硅钢片间产生松动现象。

2、由于电机的安装方式为立式，转子铁芯的承压方向向下，使得转子铁芯硅钢片压紧下部驱动端齿压板，对其有一个自然的向下紧力，因此硅钢片更为紧凑，驱动端无松动现象;在电机运行过程中，因电机特殊设计的冷却方式和风道的影响，上部非驱动端温度较高，非驱动端铁芯硅钢片局部受热风影响较为集中，该处硅钢片热膨胀较大，非驱动端硅钢片与齿压板之间存在局部的松动间隙。

3、电机端部磁场畸变较大，且电机运行时端部存在高频振动，端部硅钢片易受交变电磁力影响，产生振动和形变，进一步使非驱动端硅钢片松动现象加剧。

三、处理措施

凝结水泵电机转子非驱动端硅钢片松动的根本原因是压紧力的计算对漆膜厚度随温度变化的收缩膨胀量考虑不足，导致叠压转子铁芯硅钢片压紧力不足。为了彻底消除电机转子硅钢片松动隐患，加强硅钢片整体紧固性，在分析得出故障根本原因的基础上，检修人员经过详细论证，并结合目前成熟稳定的技术水平，在电机转子硅钢片松动处理上，谨慎的逐级施加硅钢片压紧力，检测硅钢片压紧状态，并采用了加强工艺提高电机转子的整体紧固性能。其具体返厂修复工艺流程如下：

1. 拆去转子两端的内风扇，并做好原始标记。拆除转子铁芯压圈的环键（在圆周方向有四处），测量原环键的机械尺寸并记录备查。

2. 设计、制作转子铁芯压紧的工装模具。根据西门子电机转子硅钢片的实际结构，测量设计配套的冲压模具，保证重新压紧过程中不损伤硅钢片及电机转子。

3. 转子竖立，在压力机上重新压紧转子铁芯，配装环键，并焊接固定。根据西门子电机转子铁芯硅钢片冲压公式，起始压紧力为20吨起压，在紧固过程中动态监测转子硅钢片压紧情况，逐渐增压直至转子铁芯恢复紧固。当转子铁芯达到理想紧固状态后，保持压力进行端部环键回装焊接，避免叠片弹开。

4. 环键焊接定位结束后，撤去压力，检查转子铁芯端部硅钢片应无明显松动及弹开现象。检查时，应重点检查端部硅钢片与齿部接触位置，该处承压后可能出现局部硅钢片上翘现象。

5. 端部整形及氩弧焊加强。如果铁芯齿顶部有少量局部弹开，可采用氩弧焊工艺对端部硅钢片进行焊接固定。在非驱动端第一档铁芯的齿顶部开一个轴向长度约30mm的坡口（第一档铁芯叠片厚度90mm），并打磨清除铁芯外圆表面清漆，采用氩弧焊加强硅钢片端部整体固化性能。

6. 氩弧焊完成后，对电机转子进行整体清洁，喷涂绝缘清漆。并将整根转子进行VPI真空压力浸漆，使硅钢片之间用浸漆进行整体固化，减少片间振动，增强硅钢片整体抗振、抗腐蚀性能。

7. 转子铁芯校调，检查两端轴承档板，测量电机轴端的跳动量，检测轴径配合尺寸，并做记录。按照记录恢复安装两端的内风扇，动平衡精度按国标G2.5级要求进行转子动平衡试验。

8. 转子清理后，表面喷涂防锈防霉绝缘覆盖漆。

四、结束语

综上所述，凝结水泵电机转子经过硅钢片重新压紧，端部氩弧焊强化和整体VPI浸漆后，通过各项试验测试，其性能均合格，回装至现场功能位置后，电机振动、电流、声音等各参数均稳定正常。本次转子硅钢片松动的处理措施为后续处理同类故障提供了可靠的处理借鉴方案。

參考文献

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