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除塵風機電機轉子阻尼繞組斷裂一例陳鐵林湘潭鋼鐵集團有限公司電氣修造廠（411101）1情況介紹主風機的拖動電機為4000kW同步電動機，型號為T4000-4/1430，額定值：4000kW、10kV、266A、1500r/min，連續(xù)運行。該電機由哈爾濱電機廠1997年制造，2000年10月投入運行，2001年4月因定子繞組對地絕緣起火運至我廠大修。大修時，發(fā)現(xiàn)轉子兩端阻尼環(huán)之間連板的彎角處有開裂，裂紋深度約1/2連板厚度。經(jīng)焊接處理后投入使用，以后該轉子阻尼環(huán)連板彎角處仍多次發(fā)生開裂，都由我廠及時發(fā)現(xiàn)并修復。

　　2002年2月我公司將哈爾濱電機廠2001年制造的一臺同型號電機替換下1997年產(chǎn)品試運行，運行僅6天就因機組振動而停機。抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)轉子負荷端阻尼環(huán)連板三處斷裂，非負荷端阻尼環(huán)連板變形嚴重。由此看來，電機的振動系由阻尼環(huán)連板斷裂、變形引起。電機無法運行，由哈爾濱電機廠運回處理。

　　2原因剖析先介紹這臺電機磁極與阻尼繞組的結構：磁極為實心凸極式，阻尼繞組由阻尼環(huán)與極靴組成。阻尼環(huán)由10X70紫銅板制成，其一部份壓焊在極靴端面，另一部份伸出磁極。阻尼環(huán)之間的連接：97年的電機為硬連接，01年生產(chǎn)的電機為軟連接。

　　每次阻尼環(huán)連板開裂或斷裂均發(fā)生在連板的彎角處，見。

　　與哈爾濱電機廠簽訂第一臺電機技術協(xié)議時，其電機負荷即被拖動風機的飛輪力矩GD2<8500kg-m2（風量為10000m3），起動時電動機端電壓須>70%額定電壓，起動時間不超過17s.在投入運行時，由于生產(chǎn)工藝參數(shù)變動，拖動2風機飛輪力矩至11530kg-m2（風量為12000m3），起動時電機端電壓由于電網(wǎng)只能調到55%額定電壓，致使起動時間長達38s，為導致以上后果的原因。

　　風機飛輪力矩的大，使阻尼環(huán)溫升a及起動時阻尼繞組的損耗熱量I大。

　　有關公式見的同步電機篇。

　　阻尼繞組的溫升將超出原設計值的0.35倍以降，熱應力加。

　　電機端電壓只有56%，無法滿足電機起動時75%額定電壓的要求。致使起動轉矩下降較多，起動時間延長到38s.所以，該阻尼繞組在起動過程中不但承受超出設計值0.35倍的溫升，且承熱時間要延長一倍以上。據(jù)了解，包鋼燒結廠同型號電機拖動的風機飛輪力矩為9200kg-m，在起動時從端部觀察到阻尼環(huán)燒得通紅（此時起動電流高達8000A左右）。我公司燒結廠2風機屬技改工程，生產(chǎn)處于磨合期，電機起動頻繁，阻尼繞組多次處于長時間過熱狀態(tài)，阻尼環(huán)及阻尼環(huán)連板發(fā)熱產(chǎn)生變形，從高溫到常溫的反復應力導致連板彎角處應力集中而出現(xiàn)裂紋，造成阻尼環(huán)連板斷裂。

　　3改進措施鑒于以上原因，公司與哈電對4000kW電機是否和2電機負載相匹配，進行了探討，一致認為是匹配的。但是在起動過程中，阻尼環(huán)與連板截面積與起動時電流密度過高，引起過熱；且因起動電壓與要求相距較大，導致起動時間過長。故哈電作了如下修改：調整阻尼繞組的電阻，將阻尼環(huán)截面阻尼環(huán)之間的連接改為軟連接，將10mmX70mm的紫銅板改為0.5X110mm的錫青銅帶20片迭壓銀焊成一體。

　　提高電機起動時的電壓，將降壓起動電阻由8W降為4.8W，起動時端電壓上升到62%額定電壓（因現(xiàn)場條件無法達到70%額定電壓）。

　　2002年2月改進后的電機投入運行，僅運行6天又發(fā)生如前的故障。檢查發(fā)現(xiàn)：負荷端三個斷裂處均在阻尼環(huán)軟連接位置，且每處最上面一層的連接片變色，且嚴重退火。由此電機運回哈電，哈電對該電機作如下改進：板多片迭壓，兩端采用銀焊；（2）阻尼環(huán)連接片焊接后設螺栓把緊固定，見；阻尼環(huán)軟板采用日本TOSHIBA公司同哈電合作生產(chǎn)的機械強度好、高導電性能的材料；采取措施減小阻尼環(huán)連接處的接觸電阻。

　　該電機于2002年5月投入運行至今，運行正常，每次小修時檢查阻尼環(huán)都沒有發(fā)現(xiàn)開裂、斷裂現(xiàn)象，且紫銅板及軟連接片色澤如初。