高壓電機(jī)磁場中心調(diào)整新方法

梁文贊 周建設(shè) 農(nóng) 海

（廣西華宏水泥股份有限公司，廣西 南寧 530299）

高壓電機(jī)磁場中心調(diào)整新方法

梁文贊 周建設(shè) 農(nóng) 海

（廣西華宏水泥股份有限公司，廣西 南寧 530299）

介紹了新的高壓電機(jī)磁場中心調(diào)整方法—加速度法，應(yīng)用效果良好。

磁場中心調(diào)整；牛頓運動第二定律；受力分析；應(yīng)用

廣西華宏水泥股份有限公司1000t/d旋窯生產(chǎn)線粉煤供應(yīng)系統(tǒng)煤磨主電機(jī)型號為YRKK450——8，280kW，6kV，1993年生產(chǎn)，端蓋式軸承座。2010年2月，電機(jī)軸承發(fā)生嚴(yán)重異常磨損：前軸承6228滾道兩側(cè)磨損不對稱約4.5mm。經(jīng)過分析得知，原因是電機(jī)磁場中心不重合。然而，應(yīng)用靜態(tài)平衡法調(diào)整卻解決不了該問題。運用牛頓運動第二定律，根據(jù)力與加速度之間的關(guān)系和特點調(diào)整電機(jī)磁場中心，最終解決了該問題，由此得出了一種新的高壓電機(jī)磁場中心調(diào)整方法——加速度法。

一、傳統(tǒng)調(diào)心法的不足

高壓電機(jī)定子鐵心長度一般略短于轉(zhuǎn)子鐵心長度，安裝要求定轉(zhuǎn)子鐵心的中心線重合，以避免電動機(jī)運行時產(chǎn)生軸向竄動。一般要求前后兩端定子鐵芯圓周端面與轉(zhuǎn)子鐵芯圓周端面的距離相等，即兩者平衡，a=b（圖1）。此時，a端電流對軸承軸向電磁力Fa與b端電流對軸承軸向電磁力Fb大小相等，方向相反，電機(jī)運行時不會令電機(jī)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生軸向竄動。

圖1

靜態(tài)平衡法具體調(diào)整方法是：在電機(jī)停機(jī)（靜態(tài)）狀態(tài)下，把定轉(zhuǎn)子兩端各畫4點，每點相隔90°，分別測出每一位置的端面距離，如圖2所示。

圖2 測量定、轉(zhuǎn)子鐵心端面距離偏差方法

轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，分0°、90°、180°、270°4個位置按上述方法，測出數(shù)據(jù)，如圖3所示。

圖3 測出轉(zhuǎn)子4個位置數(shù)據(jù)

按如下公式計算出每個位置sx（x=a，b，c，d）的軸向偏差：

按下式計算需調(diào)整距離的大小：

最后把轉(zhuǎn)子移動s值。

按照上述方法調(diào)整后，定子鐵芯圓周端面與轉(zhuǎn)子鐵芯圓周前后兩者的距離平衡，電機(jī)運行后，電機(jī)磁場中心一般都處于重合狀態(tài)。

但是，由于定子前后兩端部線圈在空間中的分布位置、形狀、長度、剛度、變形、松動、振動等有差異，即使a=b，a與b端磁力并不平衡，電機(jī)轉(zhuǎn)軸將產(chǎn)軸向竄動。由于傳統(tǒng)的靜態(tài)平衡法定無法滿足電機(jī)運行要求，因此，需要新的調(diào)整方法，可以應(yīng)用牛頓運動第二定律，根據(jù)力與加速度關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，解決磁力平衡問題。

二、受力分析

為了簡化理論分析與計算，對電機(jī)軸承座作如下假設(shè)：（1）連接剛度同等性；（2）受力與振動具有相同關(guān)聯(lián)性；（3）完全彈性。此外對電機(jī)作如下假設(shè)：（1）定子、轉(zhuǎn)子三相對稱；（2）無軸電流。

取電機(jī)軸承座表面任一質(zhì)點A軸向受力分析，如圖4所示：電機(jī)運行任一瞬時，作用在A點的軸向力有溫度內(nèi)力F溫度、拉伸力F拉、壓縮力F壓、剪切力F剪切、扭轉(zhuǎn)力Fm，令合力為∑F 。

圖4

經(jīng)過分析計算得出∑Fz=∑ma（m為轉(zhuǎn)子質(zhì)量，a為轉(zhuǎn)子加速度），m固定不變，所以得出結(jié)論：（1）磁場中心重合度誤差值變化使a變化，a變化是磁場中心重合度誤差值變化的結(jié)果，只要知道a變化就知道磁場中心重合度誤差值的變化。（2）∑Fz最小時，a最小，磁場中心處于重合狀態(tài)。

三、加速度法

根據(jù)上述結(jié)論可知，當(dāng)電機(jī)軸承座表面任一質(zhì)點A的軸向加速度最小時，電機(jī)磁場中心處于重合狀態(tài)。因此，我們可以測量電機(jī)軸承座表面任一質(zhì)點A的軸向加速度值，記錄加速度值最小時電機(jī)兩端定子鐵芯圓周端面與轉(zhuǎn)子鐵芯圓周端面的距離值，此距離值就是需要調(diào)整的靜態(tài)定子鐵芯圓周端面與轉(zhuǎn)子鐵芯圓周端面的距離值。

具體調(diào)整方法如下。

1.粗調(diào)

（1）把電機(jī)約束端軸承室更換為測量環(huán)，測量環(huán)外圈精度與電機(jī)約束端軸室外圈相同，測量環(huán)內(nèi)圈與電機(jī)軸為滑配。

（2）安裝電機(jī)前后軸承。

（3）電機(jī)斷電時調(diào)整圖1中a、b值，令a=b。

（4）調(diào)整電機(jī)氣隙，要求誤差＜10%。

（5）調(diào)整電機(jī)軸承水平度，其值小于0.02/1000mm。

（6）測量電機(jī)空機(jī)運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)軸軸向竄動量g及方向。

（7）根據(jù)轉(zhuǎn)軸軸向竄動量g及竄動方向，計算電機(jī)空機(jī)運轉(zhuǎn)時的a、b值，計作a0、b0。

2.精調(diào)

（1）拆下測量環(huán)，裝上軸承室。

（2）安裝前后軸承。

（3）重新調(diào)整定轉(zhuǎn)子鐵心周圍端面距離，令a=a0、b=b0。

（4）重新調(diào)整電機(jī)氣隙值，要求誤差＜10%。

（5）測量由前軸承座軸向方向振動加速度值。

（6）改變a值、b值，重復(fù)第3到第5步工作。

（7）記錄每一位置的竄動方向、a值、b值、（a-b）值、加速度值，從記錄中找出加速度值最小者，將其對應(yīng)的a值、b值，記作aZ、bZ。

（8）調(diào)整定子鐵芯圓周端面與轉(zhuǎn)子鐵芯圓周前后兩者的距離值為aZ、bZ。

按照這一方法調(diào)整，電機(jī)運行后，電機(jī)磁場中心一般都處于重合狀態(tài)，能夠解決a=b而電機(jī)軸間竄動這一問題，這一方法稱為“加速度法”。

四、應(yīng)用實例

2012年4月，我們運用加速度法調(diào)整了我公司旋窯主電機(jī)YRKK450—8的磁場中心，解決了電機(jī)磁場中心不重合問題。

調(diào)整方法如前所述，現(xiàn)將精調(diào)a、b值記錄如表1所示。

表1

由表1可知，2號位置加速度值最小，相應(yīng)位置的a=-0.4mm，b=8.4mm。

最終調(diào)整電機(jī)靜態(tài)a=-0.4mm，靜態(tài)b=8.4mm，電機(jī)能正常運行至今。

[1]趙家禮等.三相高壓交流電動機(jī)修理[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]胡仰馨.理論力學(xué)[M].高等教育出版社.

[3]程守洙，江之永.普通物理學(xué)（第六版）[M].高等教育出版社.

（二等獎獲獎?wù)魑模?/p>

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1671-0711（2015）05-0068-02