大型轧钢同步电机阻尼条故障分析及对策研究

论文摘要

热轧厂的一台主传动电机采用西门子交交变频调速隐极式同步电机。电机功率12000kW,是目前国内单台容量最大的轧机。在对该电机进行的常规开罩检查中,发现该电机转子阻尼绕组存在阻尼条松动与断裂故障,并有不断发展的不良征兆,使电机运行状况十分严峻。同步电机阻尼条断裂故障发生事例很少,处理经验也较贫乏。本课题的研究对于保障热轧正常生产,确保大电机安全运行,避免非计划检修停机时间,具有重要的意义。通过实践总结出的阻尼条故障的特点和修复技术的要点,为此类电机的设计和制造提供了参考经验。本课题开展大型轧钢同步电机阻尼条故障问题研究。本文介绍了该电机的故障表现和国内同类电机的故障情况,分析了该电机阻尼条故障的特点。研究阻尼条缺陷产生机理,分析阻尼条断裂的根本原因,对阻尼条故障发展趋势进行推理。根据故障发展机理,通过监测电机运行参数,包括电机电压、电流、温度等外部表征量,对电机阻尼条本体故障发展情况检测以及对电机振动等动态性能测试分析,制定阻尼条缺陷量化评价指标,在不同阶段准确评估电机运行状态,预测故障发展态势。同时,根据该大电机故障现象及特征,研究同步电机阻尼条缺陷处理的针对性的修复方案,阐述了修复的工艺过程,总结修复技术的要点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容与意义
• 1.3 本文主要内容
• 第二章 F2电机的基本情况介绍和主要性能水平分析
• 2.1 轧钢电机近年的发展
• 2.2 F2电机的基本技术参数
• 2.3 F2电机的结构特点
• 2.3.1 F2电机的总体结构
• 2.3.2 定子部分结构特点
• 2.3.3 转子部分结构特点
• 2.4 电机主要技术、经济指标及性能水平分析
• 2.5 大型轧钢变频调速同步电机转子的凸极式和隐极式结构形式分析
• 2.5.1 凸极式和隐极式两种结构形式的应用情况
• 2.5.2 凸极式和隐极式两种结构形式的差异分析
• 2.6 F2同步电机控制系统特点
• 2.6.1 主传动控制系统的结构
• 2.6.2 主传动控制功能
• 2.6.3 该控制系统存在的问题
• 2.6.4 大型轧钢同步电动机控制系统的特点分析
• 第三章 F2电机阻尼条故障特点与原因分析
• 3.1 F2电机的故障表现与特点分析
• 3.2 同类电机故障情况
• 3.3 阻尼绕组的结构
• 3.4 阻尼绕组对电机性能的影响
• 3.5 故障原因分析
• 3.5.1 阻尼条设计基本数据分析
• 3.5.2 电机制造过程的缺陷
• 3.5.3 阻尼绕组电流值
• 3.5.4 阻尼条的受力情况
• 3.5.5 阻尼条断裂截面电镜扫描分析
• 3.6 故障的根本原因和发展过程
• 第四章 电机缺陷运行状态评估及故障处理
• 4.1 电机缺陷运行状态评估
• 4.1.1 F2电机电气参数测试及分析
• 4.1.2 F2电机振动参数测试与分析
• 4.1.3 阻尼条本体故障发展检测及处理
• 4.1.4 F2电机转子阻尼条缺陷劣化的判据
• 4.2 电机修复方案的研究
• 4.3 电机阻尼条的修复
• 4.3.1 松动阻尼条的修复
• 4.3.2 断裂阻尼条的修复
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢