高压电机气隙调整新方法

(广西华宏水泥股份有限公司，广西　南宁　530200）

高压电机气隙调整新方法

梁文赞周建设农海

(广西华宏水泥股份有限公司，广西南宁530200）

针对高压电机传统气隙调整方法的不足，推出了新的高压电机气隙调整方法——加速度法，应用效果很好。

气隙调整；牛顿运动第二定律；受力分析；应用

公司1号生料磨主电机型号为YR1000—6/1180，1 000kW，6kV，1993年生产。2012年7月，电机定子出现发热焦味、扫膛，经检查轴瓦严重磨损、烧伤。经修复，应用塞尺法按技术要求调整气隙时，出现静态气隙平衡而动态气隙不平衡、电机定子振幅达0.4mm而无法运行的问题。为此，根据力与加速度之间的关系和特点调整气隙，最终解决了该问题。由此得出了一种新的高压电机气隙调整方法——加速度法。

一、高压电机气隙调整传统方法——静态塞尺法的不足

静态塞尺法对电机调气隙时，首先在电机停机状态下，用塞尺探测气隙圆周的上下左右四点静态气隙值。对于大型凸极式同步电动机，为了仔细检查气隙均匀度，还要在定子上固定某一点，然后转动转子测量每个转子磁极中心点与定子固定点的气隙值。测量气隙时，要由铁心两端分别进行。要求塞尺插在定子齿和转子凸极的中心面上，否则测出的数据不准确。然后根据探测值进行调整，把定子或转子往气隙值大的方向移动，一般要求由铁心任一端测量的气隙不均匀度应为5%～10%，同时，由同一轴向铁心两端测出的气隙值之差不应超过气隙平均值的5%。

一般情况下，按上述要求进行调整，运行后电机不会出现动态气隙严重不均匀而产生较大的单边磁拉力的情况，但是，当电机存在下列现象之一时：（1）定子圆周各点的幅向刚度K相差较大，各点的变形量出现差异，差值甚至很大；（2）轴瓦磨损严重，轴瓦受力面形状或位置严重偏离设计位置；（3）轴瓦配合间隙过大；（4）其他原因引起转子动、静中心位置相差很大；（5）定子内局部磁导相差很大；（6）转子内局部磁导相差很大。按照上述方法进行气隙调整，运行后电机在磁拉力作用下，定子内腔气隙由一个正圆变为椭圆（图1），或者定子内腔、转子外圆所形成的两轨迹圆变为两个偏心圆（图2）。

图1

图2

此时定子内腔气隙将发生变化，运行动态气隙不均匀，一旦运行动态气隙不均匀度超过气隙平均值的5%～10%，定子、转子之间将出现较大的单边磁拉力。运行动态气隙不均匀度越大，单边磁拉边越大。在单边磁拉力作用下，磁拉力大位置处的气隙进一步变小、磁拉力进一步增大，使该位置的气隙值更进一步变小，如此循环，电机将产生严重振动及擦铁等故障。显然，出现此种情况时，塞尺法是无法解决的。因此，不得不寻求新的调整方法。可以应用牛顿运动第二定律，根据力与加速度关系进行调整，把运行动态气隙不均匀度控制在气隙平均值的5%～10%以下。

二、定子外壳圆周表面任一质点受力分析

为了简化理论分析与计算，对电机定子作如下假设：（1）连接刚度同等性。即在电机运行中电机定子各连接处的连接刚度保持不变；（2）受力与振动具有相同关联性。即电机定子表面任一质点受力与振动变化趋势具有同一关联性；（3）完全弹性。认为定子各点只进行弹性变形；对电机作如下假设：定子、转子三相对称；无轴电流。

通过图3的受力分析，经计算推导可知，电机的气隙值随定子表面加速度变化而变化。当定子表面任一质点A的加速度最小时，电机运行动态气隙处于平衡状态，因此，可以测量定子表面任一质点A的加速度值，记录加速度值最小时定子转子相应位置和静态气隙值，此静态气隙值就是电机调整气隙值。

图3

具体调整方法：

第一步，把定子圆周分为上（Y1）、下（Y2）、左（X1）右（X2）四点，每点间隔90°，如图4所示

第二步，调整电机静态气隙值，令δy1=δy2，δx1=δx2。

第三步，测量X1、X2两点空载时在不同位置的加速度值，每个位置相隔0.05～0.10mm，并作记录（表1）。

表1

从ax11v～ ax1n中找出最小者，记录其对应的静态气隙值，记作δx1a，从ax21～ ax2n中找出最小者，记录其对应的静态气隙值，记作δx2a。

第四步，调整电机静态气隙，使X1点静态气隙值为δx1a，X2点静态气隙值为δx2a。

第五步，保持上述两者不变，测量Y1、Y2在空载不同位置时加速度值、静态气隙值，并作记录（表2）。

从ay11～ ay1n中找出最小者，记录其对应的静态气隙值，记作δy1a,从ay21～ ay2n中找出最小者，记录其对应的静态气隙值，记作δy2a。

表2

第六步，调整电机Y方向静态气隙值，Y1点静态气隙值为δy1a，Y2点静态气隙值为δy2a。

δx1a、δx2a、δy1a、δy2a是左（X1）、右（X2）、上（Y1）、下（Y2）、四点静态气隙最终调整值，按照这一方法调整，电机运行动态气隙不均匀度不超过气隙平均值的5%～10%，满足电机运行动态气隙不均匀度要求。

三、应用实例

1.例1：公司1号生料磨主电机YR1000—6/1180，2012年7月，应用塞尺法按技术要求调整气隙后，电机定子振幅达0.4mm而无法运行，后应用加速度法调整气隙。

把定子圆周分为上（Y1）、下（Y2）、左（X1）、右（X2）四点，每点间隔90°，如图4所示，调整电机静态气隙值，令δy1=δy2=1.5mm，δx1=δx2=1.5mm，测量X1、X2两点空载时在不同位置的加速度值，每个位置相隔0.05～0.10mm，并作记录（表3）。

图4

由表3可知，6号位置加速度值ax1、加速度ax2最小，相应位置的静态气隙值δx1=1.75mm，δx2=1.25mm，重新调整电机静态气隙值，δx1=1.75mm，δx2=1.25mm，保持两者不变，测量Y1、Y2在空载不同位置时加速度值、静态气隙值，并作记录（表4）。

由表4可知，1号位置加速度值ax1、ax2最小，相应位置的静态气隙值δy1=1.5mm，δy2=1.5mm，重新调整电机静态气隙值，δy1=1.5mm，δy2=1.5mm。

表3 mm

表4 mm

最终调整电机静态气隙值为δx1=1.75mm，δx2=1.25mm，δy1=1.5mm，δy2=1.5mm，电机空载时定子振幅为0.054mm，满载时定子振幅为0.091mm，电机能正常运行至今。

2.例2：2012年12月初公司2号辅磨年度内第5次检修，电机空载运行1h后Y1点加速度值由1.9m/s2上升到2.1m/s2，判断是Y1点动态气隙值发生变化，经检查Y1点静态气隙值比原值增加了15丝，Y2点、X1点、X2点静态气隙值均无变化，后用加速度法调整，Y1点加速度值由2.1m/s2下降到1.9m/s2，其它点加速度值不变，运行1年至今定子振动值不上升。

[1]胡仰馨.理论力学[M].高等教育出版社出版.

[2]程守洙,江之永.普通物理学[M].高等教育出版社出版.

TM32

B

1671-0711（2014）11-0037-03

2014-08-22）