摘要:分析了双鼠笼转子断条开焊的原因,具体介绍修理的工艺方法和步骤,提高了电机可靠性。
异步电动机双鼠笼转子外笼(启动笼) 铜条断裂和开焊是比较常见的一种故障,断裂或开焊后的铜条被甩出,引起定转子相擦而烧毁电动机。例如,驱动循环水泵的JSQ 154 -4 型680kW 电动机,驱动球磨机的JS 157 - 8 型320kW电动机,驱动氨压缩机、洗水泵等设备的JS 系列电动机均有类似故障。对这类故障的修理,一般是按原样更换铜条,重新焊接。但运行一段时间后故障依旧。经研讨分析此类故障的特征、原因及过往修理工艺的弊端后,决定采用环氧树脂充填和无纬环氧玻璃丝带绑扎来增强外笼端部的机械强度,提高其抗电磁力和离心力的能力。
1 铜条断裂的特征及原因
外笼铜条断裂多发生在启动后或堵转时,断点一般在槽口处和端环焊接处,铜条在槽内松动,有明显的过热变色迹象。原因是电动机在启动过程中,特别是频繁启停和重载启动时,启动电流使转子铜耗大大增加,由于集肤效应的作用,电阻较大的外笼产生高温,造成转子内、外笼及端环受热不均匀,使铜条高度方向及伸出铁心段呈现较大的温度梯度,从而形成较大的热应力。同时外笼铜条受高温变形变软,机械强度下降,在热应力、电磁力及离心力的反复作用下,首先使应力比较集中的槽口处和端环焊接处疲劳而断裂,少数焊接薄弱处则因接触电阻过大而呈现局部高温拉弧将铜条烧断和开焊。
2 修理工艺
根据上述分析,决定从增强外笼的机械强度和保证铜条与端环的焊接质量两方面来提高双笼转子的可靠性。具体修理工艺如下:
(1) 吹扫标记。抽出转子,用012～014MPa 干燥压缩空气吹扫转子,仔细检查清理断条及开焊部位并做好标记。
(2) 更换断裂铜条。用略小于导条直径的深孔钻头(普通钻头接长) 沿导条槽逐段钻穿,然后清理铁心槽,再配以相同尺寸的新铜条打入槽内。新铜条与端环的配合孔间隙应为011～
012mm。
(3) 施焊。施焊前要彻底清除焊接部位的旧焊瘤、氧化皮及油垢,不能只用汽油擦拭或焊炬烘烤一下,要用30 %硫酸溶液清洗,再用10 %烧碱溶液中和,最后用清水冲洗干净。焊接时,转子竖立放置,端环面向上,在端环与铁心之间填塞石棉,防止铁心过热。首先用数把焊炬以中性火焰同时均匀加热端环,当温度达到400 ℃左右时,改用一把焊炬集中加热焊接部位,待温度达到约800 ℃(呈红色) 时,将银钎焊料(303 料) 触及接头处,钎料便熔化并逐渐填满间隙。如焊点较多,应采取分段交叉焊接法,以减小焊接后的残余应力。焊完一面后,再焊另一面。最后清理焊点,检查焊接质量。
(4) 充填环氧树脂。将填塞的石棉取出,用中性洗涤剂洗净转子并加热到60～70 ℃,将配制好的环氧树脂(环氧树脂和650固化剂各35 % ,丙酮和酒精各15 %) 浇注入各个槽内,一般浇注两遍便可使铜条与铁心槽的间隙充满环氧树脂,待其固化后用锉刀锉平。这样,铜条即可牢牢固定在槽内。
(5) 绑扎无纬带。用中性洗涤剂将铁心与端环间的笼条清洗干净,用0117mm×25 (或15) mm 无纬环氧玻璃丝带绑扎。调整绑扎设备的摩擦轮,将无纬带拉至转子端部,在50r/ min 的速度和300～500N 的拉力下进行绑扎。首先均匀地一圈一圈缠绕,最外层则可交叉缠绕,这样既可保证绑扎强度,又使绑扎面平整光滑。注意绑扎厚度不得超过铁心外圆。
(6) 固化成型。不同无纬带可按表1 的温度及时间固化后,便形成强度高、绝缘好的玻璃钢箍。用小榔头敲打可发出清脆的金属声为合格。用锉刀锉平箍环并进行动平衡校验,合格后便可组装试机。
经上述方法修理的双笼转子,运行一直正常,再未发生断条和开焊故障,既节省维修费用,又减小停产损失。
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