高压电动机转子笼条断条的原因及改进方法

高压电动机转子笼条断条的原因及改进方法

1 引言

大武口发电厂锅炉辅机设备高压异步电动机自投产以来

频繁出现电动机线圈烧毁、转子笼条断条、转子熔铝等故障。故

障多发生在频繁启动且负荷大的排粉机、磨煤机及渣浆泵。仅

1993年就发生了2起因磨煤机转子熔铝致使高压电动机报废的

事故，造成了很大的经济损失。1994年利用机组大小修将该设

备转子改为铜条笼，但转子断条故障又相继发生，仅1995年统计为11次，故障率为35%，严重影响了电力生产的正常运行和

安全。

2 转子笼条断条分析

2.1 转子笼条断条现象

笼条断裂与电机负载形式及起动情况有关，大武口发电厂转子笼条断裂90%发生在起动频繁的排粉机、磨煤机和渣浆泵。从

笼条断裂部位看，大多发生在笼条与端环焊接处，如图1所示。

图1 笼条断裂部位示意图

从端环结构图看，端部转子笼条断裂如外翘时，将磨损定子端部绝缘从而引起电机烧坏。

2.2 转子笼条断条原因分析

(1) 笼条端环结构不合理，端环为整体，笼条与端环采用刚性连接，对单根笼条而言，其不能自由伸缩，易在焊接处产生应力集中。

(2) 外笼条为保证其电阻率大，其材质机械强度低，不能承受大的拉力，如焊接工艺不良，其热应力将很容易造成在端环处断条。

(3) 笼条在铁芯槽内压接不紧，运行中在离心力作用下窜动较

大。

(4) 由于电机的频繁启动，笼条在启停中加热和冷却过程反复进行，使笼条交替受力，极易被拉断或胀鼓与定子磨擦断裂。

3 转子改进方法

3.1 改进方法

利用大小修机会对锅炉辅机及除灰的5台渣浆泵的转子进行了改进，参见图2和图3。

图2 改造前笼条端环结构图及端环平面图

(1) 将原刚性悬充端环改造为两部分：指型弹性环部分和防护环部分。

(2) 与笼条连接部分改为指型弹性环部分，保证每根笼条轴向自由伸缩，以消除和减少热应力，同时消除笼条由于焊接工艺不良而产生的热应力。

(3) 增改防护环以增加转子端部笼条整体紧固力，防止笼条断后翘起刮坏定子绝缘，防护环可用磁性钢环或环氧与玻璃丝布带固

定成型的环。

(4) 将笼条镀铬加粗使笼条槽孔的间隙小于0.2 mm，减少纵向和轴向移动。

(5) 改变运行方式，减少设备启动次数。

图3 改造后笼条端环结构图及指型弹性环平面图

3.2 改进工艺要求

如果笼条焊接工艺不良，笼条和端环焊接处更易于断裂。经过逐步改进，得出如下结论：

(1) 指型弹性环需采用机械强度高的紫铜制成；

(2) 笼条与指型弹性环焊接，要求预热300℃左右，用45%以上银焊条焊接，以减少接触电阻；

(3) 要求弹性指板厚度大于 5 mm，以保证焊接截面积，否则开

焊时易在防护环处形成电弧，将防护环烧损；

(4) 防护环采用磁性钢环，工艺要标准，其宽度为20 mm，厚度为25 mm，穿笼条孔与外缘厚度不得低于 1.0 mm且各孔应均匀，否则在笼条开焊时易将其烧坏。

4 转子改造后的效果

(1) 逐步改进后转子断条故障情况见表1。

(2) 采用铜条指型弹性端环的转子，既具有铜条转子的高运行性能，又具有铸铝转子不断条的优点，其启动电流小、时间短，降

低定子绕组温升并延长绝缘寿命。

(3) 采用指型环后笼条可以自由伸缩，降低了启动电机过程中笼条所受的热应力，遏制了笼条故障。

总之，电动机转子改为铜条指型弹性端环后，效果良好，极大地减轻了检修工作人员的劳动强度，提高了设备的安全运行水平。