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1、 初轧厂1150初轧机ZJD250/145-12 4560Kw直流电动机定转子大修的技术总结一. 前言 包钢初轧厂1150初轧机的两台主传动电动机是哈尔滨电机厂生产的ZJD250/145-12 4560Kw直流电动机. 1150初轧机的这一套主传动系统包括一台TZ286/105-12 10900Kw的同步电动机拖动两台ZJF215/40-10 4930Kw 的直流发电机构成一套主变流机组. 再用每台4930Kw直流发电机供电给一台4560Kw直流电动机构成的两套 F-D机组, 各拖动初轧机的一根轧辊. 由于这套轧机是国内第一套最大规格的初轧机.这些电机也是哈尔滨电机厂第一次生产的最大功率的同步
2、电动机和直流发电机及电动机.经验不足. 而且当时正值困难时期. 施工质量上也存在一些问题. 加上长期超负荷生产. 这些电机在机械结构和绕组绝缘方面都出过一些事故, 存在一些问题. 影响初轧厂的生产. 和制约包钢生产的发展. 因此从八十年代初由我电修厂陆续对这些电机进行大修. 历时将近 5年的时间. 根据这些电机的主要问题, 直流电动机电枢与补偿绕组绝缘老化, 换向器升高片断裂严重. 同步机定子线圈绝缘老化. 大修项目主要包括两台直流电动机和两台直流发电机全部更换电枢线圈. 并且由于原有换向器升高片断裂严重, 一台在电枢大修时更换新换向器, 另一台全部更换换向器升高片, 并改造成束捆式升高片结构
3、.两台直流电动机和两台直流发电机同时全部更换补偿绕组线圈绝缘.两台直流发电机全部更换电枢线圈和补偿绕组线圈绝缘. 一台大型同步电动机全部新制更换定子线圈. 并且对于没有更换绝缘的其他绕组进行清、洗烘和浸漆. 经我厂大修的项目全部一次通过各种试验. 运行情况良好. 直到1988年为了提高生产效率将主传动系统改为德国西门子的交交变频系统以前, 这些大修过的电机从未出现过任何问题. 对这几年包钢生产的发展起了重要保证作用. 本文是对施工难度最大的ZJD250/145-12 4560Kw直流电动机的定转子大修的技术总结. 可以对以后大修大型直流电机作为参考. 二. 电机铭牌 型号 ZJD250/145
4、-12 电枢电压 865V 电枢电流 5700A 转速 70/120 r.p.m. 防护方式 IP23 励磁电压 200/340V 励磁电流 458A 重量 电枢 52000Kg 定子 56000Kg 整机总重 140000Kg 哈尔滨电机厂 1960年 8月出品 出厂编号 N0 6002 三. 电机基本技术数据 (从图纸得到) 1.电枢铁心和换向器 电枢直径 Da=2500mm 铁心长度 Lt=1450mm(20段) 槽数 Z1=318 槽尺寸 11.20mm*63.5mm(冲片尺寸) 换向器直径 Dk=1600mm 换向器长度 Lk=500mm 换向器片数 K=954 2.电枢绕组 绕组形
5、式: 单鼻端双蛙绕组 极数 2p=12 每槽片数 U=3 元件数 S=K=318*3=954 每对极槽数 Z/p=318/6=53 每极槽数 Z/2p=318/12=26.5 每对极片数 k/p=954/6=159 每极片数 Z/2p=954/12=79.5 绕组节距 迭绕组 第一节距 Y1d=K/2p-e=79.5-1.5=78 槽节距 Y1d/U=78/3=26 (1-27) 换向片节距 Ykd=md=2 (1-3) 第二节距 Y2d=Y1d-Ykd=78-2=76 波绕组 第一节距 Y1b=K/2p+e=79.5+1.5=81 槽节距 Y1b/U=81/3=27 (1-28) 换向片节距
6、 Ykb=(K-mb)/p=(954-12)/6=157 (两种绕组的并联路数一致, 故mb=md*p=2*6=12) 第二节距 Y2b=Ykb-Y1b=157-81=76 (符合两种绕组的第二节距相等的规律) 3.电枢线圈 312.1*11.6 裸铜导线 1匝. 3个元件. 32原来的绝缘规范 导线绝缘 0.13*25 5433醇酸片云母带半迭包一层 主绝缘 直线部分与前端斜边是迭绕组元件与波绕组元件一起包在一起. 后端斜边是迭绕组元件与波绕组元件分别包. 直线部分迭绕组元件与波绕组元件之间垫一层0.20mm厚的5131醇酸柔软云母板, 端部不垫. 直线部分 0.13*25 5033 醇酸片
7、云母带半迭包 3层. 0.10*25 无碱玻璃丝带平包一层. 前端斜边 0.13*25 5033 醇酸片云母带半迭包 1层. 0.10*25 无碱玻璃丝带平半迭包 1层. 后端斜边 0.13*25 5033 醇酸片云母带半迭包 1层. 0.10*25 无碱玻璃丝带平半迭包 1层. 33原来的线圈各个截面尺寸 直线部分 匝间 8.2mm(+/-0.1mm)*25.14mm(+/-0.1mm) 主绝缘 10.27mm(+/-0.2mm)*27.40mm(+/-0.3mm) 前端斜边 匝间 8.2mm(+/-0.1mm)*24.94mm(+/-0.1mm) 主绝缘 9.23mm(+/-0.2mm)*
8、26.36mm(+/-0.3mm) 后端斜边 匝间 8.2mm(+/-0.1mm)*12.47mm(+/-0.1mm) 主绝缘 9.23mm(+/-0.2mm)*13.70mm(+/-0.3mm) 34绝缘计算 直线部份匝间宽度 8.20mm. 每根导线绝缘后 A边 8.2/3=2.733mm A-a=2.733-2.10=0.633mm (其中云母带0.13*4=0.52mm, 松涨量0.11mm) 直线部份匝间高 25.14mm. 每根导线绝缘后 B边(25.14-0.20-0.40)/2=12.27mm (其中所垫的柔软云母板0.20mm,上下线之间松涨量0.40mm) B-b=12.2
9、7-11.6=0.67mm (其中云母带0.13*4=0.52mm, 松涨量与不平直度0.12mm) 直线部分主绝缘 宽度 10.27-8.20=2.07mm (其中云母带0.13*4*3=1.56mm, 玻璃丝带 0.10*2=0.20mm 松涨量和浸漆量0.31mm.平均每层云母带0.10mm) 高度 27.40-25.14=2.26mm 比宽度多出0.19mm 前端斜边主绝缘 宽度 9.23-8.20=1.03mm (其中云母带0.13*4*1=0.52mm, 玻璃丝带 0.10*4=0.40mm 松涨量和浸漆量0.11mm.只一层云母带) 高度 26.36-24.94=1.42mm 比
10、宽度多出0.39mm 后端斜边主绝缘 宽度 9.23-8.20=1.03mm 与前端一致. 高度 13.74-12.47=1.27mm 比宽度多出0.24mm 35线圈外形尺寸 直线出槽口长度 每端50mm 引线头 前端40mm+5mm (下线后割去) 在这40mm内包括绝缘 5mm. 其余35mm有30mm在并头套内. 后端60mm+5mm (下线后割去) 在这60mm内包括绝缘30mm. 其余30mm有25mm在并头套内. 前端轴向长 185mm 后端轴向长 迭绕190+20mm(20mm为鼻端) 波绕190mm 转角半径 R10(最里边) 斜边端面角 迭绕上线 前 28.75度 后 28
11、.95度 迭绕下线 前 29.10度 后 29.20度4.电枢绕组的热负荷 41导线 2.10*11.6 截面 S=23.9mm# 42 电枢电流 Ia=5700A 43迭绕组的并联支路对数 ad=m*p=2*6=12 迭绕组的并联支路对数 ab=ad=12 总的支路数 2a=2*(ad+ab)=2*(12+12)=48 44支路电流 ia=5700/48=118.75A (迭绕波绕分别算) 45电流密度 J1=5700/48/23.9=4.96862A/mm# 46线负荷 AS=5700/48*3*4*318/(250*3.1415927)=576.9685A/cm 47热负荷 ASJ1=5
12、76.9685*4.96862=2866.737按照电机工程手册P21-38,直流电机第 5章 图21.5-7 线负荷与电枢直径的关系, 对于Da=250cm,AS可取500-580. 现在接近上限, 电抗电势将要较高, 影响使换向困难. 图21.5-9 热负荷与电枢直径的关系, 对于本机,ASJ1可取2300-3200. 现在为中间偏高. 按照说明, 转速低的电枢, 散热不好, 应该取小值.因此现在ASJ1较高. 最好改为 F级绝缘.四. 电枢线圈的制作 由于电枢的热负荷较高, 原 B级绝缘线圈绝缘老化严重.从1969年和1977年两次电枢绝缘损坏事故也看出这一问题. 为此要提高电枢线圈的绝
13、缘耐热等级. 以适应包钢今后生产的发展需要. 从国外轧钢电动机的绝缘结构看, 已普遍向 F级和 H级过渡.国内也做出了 F级的大型直流电机电枢. 为此我们这次大修也要提高到 F级以上.根据现在国内能够解决的电磁线和绝缘材料, 我们考虑了两种方案. 1. H级绝缘的方案. 11.匝间绝缘采用裸铜线包聚酰亚胺薄膜上胶粘带 聚酰亚胺薄膜具有良好的耐热性和很高的介电强度. 其耐热性在 H级以上. 可以在 220度以上长期运行. 其介电强度最高可以达到19Kv/mm.近年来正在铁路牵引、冶金等电机产品中得到使用. 从后来得到的消息, 哈尔滨电机厂也在大型 F级直流电动机上用聚酰亚胺薄膜上胶粘带作为匝间绝缘. 12线圈成型及做引线头
