高压电机磁场中心调整新方法

梁文赞 周建设 农 海

（广西华宏水泥股份有限公司，广西 南宁 530299）

高压电机磁场中心调整新方法

梁文赞 周建设 农 海

（广西华宏水泥股份有限公司，广西 南宁 530299）

介绍了新的高压电机磁场中心调整方法—加速度法，应用效果良好。

磁场中心调整；牛顿运动第二定律；受力分析；应用

广西华宏水泥股份有限公司1000t/d旋窑生产线粉煤供应系统煤磨主电机型号为YRKK450——8，280kW，6kV，1993年生产，端盖式轴承座。2010年2月，电机轴承发生严重异常磨损：前轴承6228滚道两侧磨损不对称约4.5mm。经过分析得知，原因是电机磁场中心不重合。然而，应用静态平衡法调整却解决不了该问题。运用牛顿运动第二定律，根据力与加速度之间的关系和特点调整电机磁场中心，最终解决了该问题，由此得出了一种新的高压电机磁场中心调整方法——加速度法。

一、传统调心法的不足

高压电机定子铁心长度一般略短于转子铁心长度，安装要求定转子铁心的中心线重合，以避免电动机运行时产生轴向窜动。一般要求前后两端定子铁芯圆周端面与转子铁芯圆周端面的距离相等，即两者平衡，a=b（图1）。此时，a端电流对轴承轴向电磁力Fa与b端电流对轴承轴向电磁力Fb大小相等，方向相反，电机运行时不会令电机转轴产生轴向窜动。

图1

静态平衡法具体调整方法是：在电机停机（静态）状态下，把定转子两端各画4点，每点相隔90°，分别测出每一位置的端面距离，如图2所示。

图2 测量定、转子铁心端面距离偏差方法

转动转子，分0°、90°、180°、270°4个位置按上述方法，测出数据，如图3所示。

图3 测出转子4个位置数据

按如下公式计算出每个位置sx（x=a，b，c，d）的轴向偏差：

按下式计算需调整距离的大小：

最后把转子移动s值。

按照上述方法调整后，定子铁芯圆周端面与转子铁芯圆周前后两者的距离平衡，电机运行后，电机磁场中心一般都处于重合状态。

但是，由于定子前后两端部线圈在空间中的分布位置、形状、长度、刚度、变形、松动、振动等有差异，即使a=b，a与b端磁力并不平衡，电机转轴将产轴向窜动。由于传统的静态平衡法定无法满足电机运行要求，因此，需要新的调整方法，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，解决磁力平衡问题。

二、受力分析

为了简化理论分析与计算，对电机轴承座作如下假设：（1）连接刚度同等性；（2）受力与振动具有相同关联性；（3）完全弹性。此外对电机作如下假设：（1）定子、转子三相对称；（2）无轴电流。

取电机轴承座表面任一质点A轴向受力分析，如图4所示：电机运行任一瞬时，作用在A点的轴向力有温度内力F温度、拉伸力F拉、压缩力F压、剪切力F剪切、扭转力Fm，令合力为∑F 。

图4

经过分析计算得出∑Fz=∑ma（m为转子质量，a为转子加速度），m固定不变，所以得出结论：（1）磁场中心重合度误差值变化使a变化，a变化是磁场中心重合度误差值变化的结果，只要知道a变化就知道磁场中心重合度误差值的变化。（2）∑Fz最小时，a最小，磁场中心处于重合状态。

三、加速度法

根据上述结论可知，当电机轴承座表面任一质点A的轴向加速度最小时，电机磁场中心处于重合状态。因此，我们可以测量电机轴承座表面任一质点A的轴向加速度值，记录加速度值最小时电机两端定子铁芯圆周端面与转子铁芯圆周端面的距离值，此距离值就是需要调整的静态定子铁芯圆周端面与转子铁芯圆周端面的距离值。

具体调整方法如下。

1.粗调

（1）把电机约束端轴承室更换为测量环，测量环外圈精度与电机约束端轴室外圈相同，测量环内圈与电机轴为滑配。

（2）安装电机前后轴承。

（3）电机断电时调整图1中a、b值，令a=b。

（4）调整电机气隙，要求误差＜10%。

（5）调整电机轴承水平度，其值小于0.02/1000mm。

（6）测量电机空机运转时转轴轴向窜动量g及方向。

（7）根据转轴轴向窜动量g及窜动方向，计算电机空机运转时的a、b值，计作a0、b0。

2.精调

（1）拆下测量环，装上轴承室。

（2）安装前后轴承。

（3）重新调整定转子铁心周围端面距离，令a=a0、b=b0。

（4）重新调整电机气隙值，要求误差＜10%。

（5）测量由前轴承座轴向方向振动加速度值。

（6）改变a值、b值，重复第3到第5步工作。

（7）记录每一位置的窜动方向、a值、b值、（a-b）值、加速度值，从记录中找出加速度值最小者，将其对应的a值、b值，记作aZ、bZ。

（8）调整定子铁芯圆周端面与转子铁芯圆周前后两者的距离值为aZ、bZ。

按照这一方法调整，电机运行后，电机磁场中心一般都处于重合状态，能够解决a=b而电机轴间窜动这一问题，这一方法称为“加速度法”。

四、应用实例

2012年4月，我们运用加速度法调整了我公司旋窑主电机YRKK450—8的磁场中心，解决了电机磁场中心不重合问题。

调整方法如前所述，现将精调a、b值记录如表1所示。

表1

由表1可知，2号位置加速度值最小，相应位置的a=-0.4mm，b=8.4mm。

最终调整电机静态a=-0.4mm，静态b=8.4mm，电机能正常运行至今。

[1]赵家礼等.三相高压交流电动机修理[M].机械工业出版社.

[2]胡仰馨.理论力学[M].高等教育出版社.

[3]程守洙，江之永.普通物理学（第六版）[M].高等教育出版社.

（二等奖获奖征文）

TM3

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1671-0711（2015）05-0068-02