宁苏辉梁锐(哈尔滨电机厂有限责任公司150040)世发(哈尔滨大电机研究所)究,提出了新型高压电机定子绕组端部固定结构。
1前言交流电动机的工作条件大都比较恶劣,频繁起动时易受污染。因起动电流大,定子绕组受到的电磁力大大增加。交流电机在运行中发生的故障大多数在绕组端部,因此,交流电机定子绕组的端部固定显得十分重要。
目前,国内各电机厂交流电机定子绕组的端部固定在一定程度上存在着薄弱环节,如垫块布置不够合理,引出线电缆固定不牢等,由此造成多起电机绕组放炮事故。国外公司如西门子、ABB、三菱等,在绕组端部固定方面的设计非常严密,结构比较合理。以西门子公司为例,绕组端部固定用端箍和线圈之间间隔垫块都采用了多种形式,充分保证了电机绕组端部固定的牢固可靠。另外,极间连接线采用铜环结构,引出线或是采用铜排引出,或是采用电缆引出,使得引出线可靠并减少了电缆接头事故。我们在研究和借鉴国内外先进的定子绕组端部固定结构的基础上,结合我厂的具体情况,提出了一种新型的交流电机定子绕组端部固定结构。
2绕组端部固定结构研究绕组端部固定结构主要指定子绕组前、后端部,定子绕组槽口,极间连接线和相内连接线,端部固定环及引出线电缆等固定。
2.1对定子绕组端部固定结构的基本要求交流电机定子绕组在电机起动时和定子绕组短路时会受到电磁力引起的强烈振动和冲击,在运行过程中会受到双频振动。如果定子绕组固定不牢,绕组端部就会产生位移和变形,导致定子绝缘磨损或击穿。如果连接线和电缆引出线等固定不牢,在―48―运行时就会因振动和冲击使绝缘受到磨损,使接头开焊或铜线疲劳断裂,从而引起电机事故。
2.2绕组端部固定结构的确定针对我厂高压交流电机定子绕组端部固定结构存在的薄弱环节,经过对国外先进技术的分析,提出了一种新的绕组端部固定结构。
端箍根据电机的起动次数、电压等级、容量大小等,端箍设单环和双环两种结构。其中单环又分三种情况,即没有支撑,带有轴向支撑,带有轴向和径向支撑。双环又分五种情况,即没有支撑,带有轴向支撑,仅外环带有轴向和径向支撑,外环带径向、双环带轴向支撑,双环皆带轴向和径向支撑。
中间软环(软端箍)垫在绕组端部上、下线圈边之间。经VPI处理后,形成适形的玻璃钢环。
端部垫块按四种固定方式进行选择切向固定:用于铁心端面平行排列的端部间隔垫块;斜向固定:用于铁心端面倾斜并与线圈端面垂直排列的间隔垫块;鼻部固定:用于线圈鼻部连接处的间隔垫块;槽口固定:用于伸出槽口直线部分之间的间隔垫块。
极间连接线和相内连接线固定极间连接线采用铜环(相位环)结构,铜环固定在支臂上;相内连接线固定采用特制的绝缘绳贴紧相内连接线绑成一圆环,经VPI浸渍固化后形成玻璃钢环。
引出线电缆固定引出线电缆与线圈引出线连接后在极间连接线外圆部绕0.5~1周之后固定在极间连接线上,再在定子出线口引出。
2.3固定材料及绑扎间距的确定端箍与线圈端部绑扎端箍绝缘处理后,在端箍内圆一侧垫一条涤纶毡,用无碱玻璃丝带缠绕。然后使线圈端部靠紧端箍,采用涤玻绳绑扎固定。其优点是线圈端部绝缘与端箍软接触,保护了端部绝缘。同时涤纶毡被线圈压出一个凹槽,固化后使线圈牢牢卡住。
中间软环(软端箍)采用软端箍,垫在绕组端部上、下线圈边之间后可以适形。
线圈间垫块的绑扎槽口垫块、鼻部垫块采用环氧酚醛玻璃布板加工而成。用涤纶毡包绕塞紧,再用涤玻绳或定向纤维带绑扎。斜边垫块或是采用环氧酚醛玻璃布板加工,或是采用热胀型玻璃毡,用涤纶毡包绕塞紧。用涤纶毡包绕环氧酚醛玻璃布板加工的垫板,一般采用定向纤维带绑扎固定;而采用涤纶毡包绕热胀型玻璃毡塞紧后,不需再绑扎固定。热胀型玻璃毡在加热后,可膨胀35%以上,特别是高出线圈边3mm的上、下端玻璃毡膨胀后,形成一哑铃状,使线圈固定非常牢固,垫块也不易脱落。这是我国自行研制的一种材料。
相内连接线绑扎相内连接线绝缘后,采用特制的绝缘绳贴紧相内连接线,将所有相内连接线连起来,并用涤玻绳绑扎固定形成一圆环。
极间连接线、铜环及铜环支臂绑扎极间连接线之间、铜环之间及铜环支臂间需用涤玻绳进行绑扎。一处绑扎间距一般不大于200.电缆引出线绑扎采用涤玻绳或定向纤维带将定子出线口以内电缆绑扎在极间连接线外圆部。
上述绑扎处理完成后,整个定子进行VPI浸漆处理。所有的涤玻绳、软端箍、特制的绝缘绳及热胀型玻璃毡、涤纶毡含漆固化定形后,即变得坚硬牢固。涤玻绳的抗拉力很高,如410涤玻绳的抗拉力达3000N,浸漆固化后达6000N以上。因此,不会产生松动掉落等问题。
3应用在我们所确定的固定结构中,除斜向间隔垫块和鼻部间隔垫块元件没有应用外,其余的固定元件都在电机上进行了应用。
自1995年应用新的端部固定结构后,至今没有发生一次绕组端部绝缘事故。从1995年开始,新的端部固定结构陆续在交流异步和同步电机上逐步得到应用,反映良好。
4结论本科研成果经过应用表明:结构合理,固定牢靠,不仅保证了电机制造质量,而且减少或杜绝了电机事故的发生。






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