直流电机定转子大修技术措施.doc

直流电机定、 转子大修技术方法
江苏金鼎大型电机维修有限企业 费祖庭
本直流电动机大修, 技术标准和质量依据: ＧＢ755-87旋转电动机基础技术要求; ＪＢ/Ｔ9577-中型直流电动机基础系列技术条件; ＤＬ/Ｔ596-1996电力设备预防性试验规范; Ｑ/ＨＸ1061.6.直流电机修理规程。
1．电机预检:
1.1进行入厂登记、 编号、 挂牌、 拍照纳入厂控程序。
1.2外观预检: 电机外形、 端盖、 出线盒、 瓷瓶、 外罩等, 转动转子目测是否有轴弯现象, 对其完整情况或缺点做好具体统计。
1.3测量并统计励磁线圈阻值, 查看并统计环境温度。用500v兆欧表测量励磁、 电枢、 赔偿、 向、 加热器对地绝缘电阻。
1.4检验整流子、 碳刷架、 轴承座等, 对其完整情况或缺点做好具体统计。
1.5必需时, 进行空载试验, 以确定电机振动、 轴承温度等。
2电机解体:
2.1如电机带有联轴器者, 应在联轴器上装上专用拆卸工具, 均匀地加热联轴器, 将联轴器逐步拉出, 拉出联轴器和键保留。
2.2作好定、 转子之间接线电缆标识后, 再行拆卸。
2.3作好定子机座、 端盖、 轴承盖、 电刷装置等对应位置记号后, 逐项拆除。对拆除零部件应仔细检验, 并铲清污垢后妥善保管。
2.4装上抽转子专用工具, 将转子从定子膛内抽出, 并置于专用托架上。
2.5轴承拆卸:
滚动轴承结构: 装好拆卸轴承专用工具, 用氧乙炔均匀加热, 把轴承拉出, 确定并统计其型号, 拉出轴承做仔细检验, 良好应清洗后保留好, 超差者应与甲方联络, 确定后再行确定处理, 如需更换价格另计。
滑动轴承结构: 做好标识后, 拆除轴承座与底板联结螺栓、 定位销、 轴承下垫片应清理并复位好, 检验轴瓦并保留好; 做好标识后, 拆除定子与底板链结螺栓、 定位销、 定子下垫片应清理并复位好。
3.定子主极、 换向极、 赔偿线圈全部更换:
3.1定子解体:
3.1.1测量并统计主极和换向极直径、 主极和换向极之间极间距离。
3.1.2拆除赔偿线圈间连接螺钉, 解除端环与铜排焊接, 卸下端环, 逐根取出赔偿铜排, 并清理槽内残留绝缘。
3.1.3做好标识后, 拆开主极, 换向极之间连接线接头。
3.1.4做好标识后, 拆开主极, 换向极与定子机座螺栓, 分别取下主极和换向极, 对极与机座间垫片应清理后复位, 并保留好。
3.1.5取出主级铁芯中赔偿线圈, 量取导线规格尺寸和匝数, 量取换向极圈内。外挡长、 宽、 高和R尺寸, 以及绝缘垫片尺寸, 并清除铁芯外绝缘。
3.2主极励磁线圈绕制及装配:
励磁绕组: 小型电机通常见电磁线绕制, 大、 中型电机多数用双玻璃丝包线, 大型电动机因励磁电流大多是裸铜排扁绕成单层裸绕组。本文采取F级SBEMB/155聚酰亚胺薄膜绕包双玻璃丝包扁铜线。
3.2.1按测量尺寸, 制作绕线模, 重新制作绝缘垫片, 材料为环氧玻璃布板3240。
3.2.2导线采取F级SBEMB/155聚酰亚胺薄膜绕包双玻璃丝包扁铜线。
3.2.3起始绕线时导线应留有高度方向所绕匝数长度, 每层绕线时在宽度方向留有一匝导线宽度, 待绕到要求匝数后, 在反绕起始导线, 使线圈引出线申底层反绕到表层。
3.2.4绕制时每绕完一层跨入外层时, 在交叠处半叠包0.1玻璃丝带一层。
3.2.5由底层倒绕反到表层导线, 半迭包0.05聚酰亚胺薄膜一层。
3.2.6线圈引线在导线绕过最末一个转角后, 开始包F级-446薄膜粉云母带一层, 再外包0.1玻璃丝带一层。
3.2.7全部绕完后, 整个线圈包0.1玻璃丝带一层。
3.2.8在主极铁芯极身先包0.22F级NHN复合箔1+1/4层（交错在极身前端）, 再外包2涤纶毡到装配尺寸, 先放入下绝缘垫片, 在将磁极线圈套入主极铁心, 然后装入上绝缘垫片, 压到尺寸并固定好。
3.3换向极线圈绕制及装配。
换向极绝缘结构也包含线圈绝缘和极身绝缘两部分。依据电机大小不一样, 换向极线圈有多层线圈裸线平绕, 裸线扁绕等形式, 其中裸线扁绕线圈还有带匝间绝缘和无匝间绝缘两种, 多层绕组还有直接绕在极身上和套极式两种。本文导线采取TBR软扁铜线。
3.3.1按测量尺寸, 制作扁绕模, 重新制作绝缘垫片, 材料为环氧玻璃布板3240。
3.3.2导线采取TBR软扁铜线。
3.3.3线圈扁绕完成后, 经无氧退火处理后, 再进行去毛刺。冷压, 成型等工序。
3.3.4线圈匝间绝缘用0.2环氧玻璃布板3240或0.22F级NHN复合箔交错搭接垫二层, 线圈首, 末匝, 外半叠包0.1玻璃丝带一层。
3.3.5线圈引线处按原统计在导线绕过最末一个转角后, 开始包F级云-466薄膜粉云母带一层, 再外包0.1玻璃丝带一层。
3.3.6全部绕成后, 整个线圈包0.1玻璃丝带一层。
3.3.7在主极铁芯极身钻孔、 搪锡;
3.3.8在换向极身上, 先包0.22F级NHN复合箔1+1/4层（交错在极前端),再外包2涤纶毡到装配尺寸, 先放入下绝缘垫片, 再将磁极圈套入主极铁芯, 然后装入上绝缘垫片, 压到尺寸并固定好。
3.4赔偿绕组修复和制作。
赔偿绕组通常有菱形绕组（或惰圆形）, 同心式赔偿绕组和条形绕组三种, 中型多用同心式赔偿绕组, 大、 中型为条形绕组。菱形绕组为嵌线方法, 同心式赔偿绕组由扁线单层绕制, 赔偿槽为开口槽, 条形绕组是铜条外卷包绝缘, 赔偿槽多为半闭口槽, 以插入方法下线, 端部用裸铜排连接。
3.4.1将赔偿铜排按尺寸落料后, 倒角去毛刺, 平整。
3.4.2用0.05mm聚酰亚胺薄膜半迭包一层, 用云-446薄膜粉云母带半叠包二层, 保护绝缘用0.1mm玻璃丝带平包一层。
3.4.3在赔偿排绝缘部位包铝箔进行交流耐压试验, 2.5UH+1000伏, 60s。UH---定子额定电压值。
3.4.4在主极赔偿槽内穿0.22F级NHN复合箔一层, 插入包制好赔偿铜排。
3.5定子组装
3.5.1按原标识将主极、 换向极分别装入定子机座上, 测量并调整其各自内径和极间尺寸 待合格后, 拧紧螺栓。
3.5.2连接励磁线圈、 换向极线圈各自连接线和引出线。
3.5.3将赔偿铜件两端调整尺寸后, 装上端环, 再用氩弧焊连接, 极间端环用螺栓拧紧并保险固定。
3.5.4耐压试验: 2.5UH+1000伏60s。UH---定子额定电压值, 励磁线圈电阻测定。
3.6定子预烘, 浸漆、 烘焙: （VPI）
3.6.1预烘: 将定子送入真空加热罐内, 边升温, 边抽真空, 最终温度120℃, 真空度1000~Pa,6~8小时。在干燥过程中, 定时测定绝缘电阻, 直至稳定。
3.6.2冷却: 停止加热和通风自然降温, 定时检测温度, 自然冷却到40~55℃, 从罐内吊出定子, 各螺孔和配合止口处涂硅脂保护。
3.6.3输漆: 将定子吊人真空浸漆罐中, 抽真空至100Pa, 保持30分钟后进行输漆, 漆牌号F级T1149-2VPI浸渍树脂（树脂粘度在室温或30~70℃工作环境下30~50s）, 使漆面浸没全部绕组。
3.6.4加压: 分阶段解除真空逐步加压, 最终阶段压力为0.5Mpa,保压时间按电机具体情况而定, 通常为1~4小时。
3.6.5回漆: 罐内压力小于0.15~0.2Mpa,30分钟。
3.6.6滴漆: 减压到大气压, 滴漆30~60分钟, 同时清揩定子铁心等处剩漆。
3.6.7固化: 将定子送入真空加热罐内, 逐步升温至80℃, 抽真空至Pa,, 保持60分钟, 然后升温至145±5℃, 保温8小时。
3.6.8清理铁芯表面、 止口, 螺孔等处残留绝缘漆。
3.7试验:
3.7.1定子励磁线圈电阻测定;
3.7.2定子励磁线圈、 换向极线圈、 赔偿线圈对地绝电阻测定
3.7.3耐压测试2.5UH+1000伏, 60s。UH---定子额定电压值。
4. 电枢线圈全部更换:
4.1拆除和准备工作:
4.1.1测量并统计转子各部尺寸, 拆去转子两侧环氧箍, 用焊枪加热将电枢线圈与升高片连接打开, 统计其线圈连接方法;
4.1.2逐槽打去转子槽楔, 取出线圈和均压线, 待全部取出后, 清理铁芯残留绝缘;
4.1.3测量并统计转子铁芯槽型尺寸, 线圈节距、 均压线节距、 了导线规格、 匝数、 绝缘厚度等参数, 设计并制作模具。
4.1.4清理和检验整流子清理。
4.1.4.1整流片试验: 可用220V交流接校火灯校验。
4.1.4.2对地绝缘电阻测定。
4.1.4.3对地耐压: 2500V 60s
4.2电枢线圈制作:
电枢绕组依据直流电机不一样需要,电枢绕组有很多个接线方法和结构形式通常有圆导线散嵌线圈、 叠绕线圈、 波绕线圈、 二层式蛙绕线圈、 条形线棒。电枢绝缘包含线圈和槽部绝缘、 匝间绝缘、 层间绝缘、 对地绝缘、 保护绝缘、 衬垫支撑绝缘。
4.2.1导线: 采取F级SBEMB/155A, 聚酰亚胺薄膜绕包双玻璃丝包扁铜线; 采取H级MYFB/200, 单聚亚胺-氟46复合薄膜绕包扁铜线。
4.2.2按图纸进行落料, 在专用设备弯制开口梭形。
4.2.3量取尺寸后, 在涨型设备上进行拉形。
4.2.4在模具上进行整形。鼻子处套以绝缘套管
4.3转子嵌线:
4.3.1在转子铁芯二端支撑环上用0.5或1.0mm弹性纸、 0.22F级NHN复合箔、 0.1mm玻璃丝带, 依据环阔依次包上衬垫支撑绝缘。
4.3.2槽绝缘和层间绝缘采取F级聚酯薄膜芳香族聚酰胺纤维纸复合箔NMN, 槽楔材料为环氧玻璃布板3240。
4.3.3在槽内先放好下层垫条槽绝缘, 按统计逐槽嵌入均压线、 下层线圈, 将下绕组引线套 入绝缘套管按跨距嵌入整流子升高片, 再放置层间垫条、 上层线圈, 将上绕组引线套入绝缘套管按跨距嵌入整流子升高片。全部嵌好后, 包好槽绝缘, 在打紧槽楔。
4.3.4线圈端部垫以弹性纸, 用尼龙收紧带扎紧, 确保两端部低于铁芯3mm-5mm。
4.3.5线圈引线与整流子升高片进行焊接, 焊接采取氩弧焊, 焊接时预防绝缘碳化。
4.3.6试验: 片间电阻测定; 直流电压视电机容量调至5-10v左右, 其中最大值和最小值与平均值偏差小于5±％, 匝间绝缘试验: 可采取跨距法或片间法, 峰值电压为1.2-1.5倍额定电压, 冲击次数不少于 5次。
4.3.7用环氧无纬带, 在专用设备上打好两端环氧箍。
4.4预烘、 浸漆、 烘焙:
同定子预烘、 浸漆、 烘焙（VIP) 。
4.5整流子维修
4.5.1整流子表面因为长久运行,表面被电刷磨损,造成凹凸不平,其高低差为1.0-1.6mm时,应考虑车削。车光工作应把突出云母锯去后进行, 转子置于车床上校正中心, 精车整流子要求: 偏心差小于0.07mm,表面光洁度▽10。
4.5.2云母沟下刻, 下刻深度为1.5-2.0mm, 要求平整光滑,两边无残余云母。
4.5.3倒角, 倒角要求0.5mm*45°均匀平直无显著拉刀跳动波纹。
4.6试验:
4.6.1绝缘电阻测定。
4.6.2线圈直流电阻测定。
4.6.3片间直流电阻测定。
4.6.4耐压试验: 2.5Uh+1000伏 60s。Uh---转子额定电压值。
4.7 动平衡校验: G2.5级。
4.8油漆: 转子喷8037抗弧覆盖漆, 轴非配合面刷防锈漆。
5. 整流子更换:
5.1整流子拆除:
5.1.1保护好转子铁芯, 将转子置于托架上, 整流子包上1mm弹性纸,用专用箍紧夹具箍紧测量并统计整流子与铁芯距离。
5.1.2拆除保险后, 用专用工具敲出整流子锁紧螺母。
5.1.3取出整流子V形钢压圈及V形绝缘环。
5.1.4将整流子从轴上拉出。
5.1.5取出整流子内侧V形绝缘环。
5.1.6清理主轴整流子部位及内侧V形钢压圈。
5.2整流子、 V型绝缘环制造:
5.2.1测量并统计整流子内、 外径、 长度, 及升高片各部尺寸。
5.2.1拆开整流子, 测量并统计整流子铜排升高片各部尺寸及数量、 片间云母厚度等。
5.2.3按统计尺寸, 订购TPT梯形铜排, 按统计尺寸进行落料、 去毛刺。
5.2.4将材料为整流子白云母S3板, 按尺寸及数量进行落料。
5.2.5按整流子外径尺寸, 制作专用整流子压紧工具。
5.2.6将铜排和片间云母板逐片放入压紧工具内并在压床下压紧。
5.2.7再将整流子放入烘房内, 温度155℃, 时间5小时, 推出烘房, 在热态下, 放到压床上压紧。
5.2.8采取三烘七压工艺, 压紧整流子。
5.2.9按V形绝缘环尺寸, 制作V形绝缘环压紧模具及加热装置.
5.2.10将半固化环氧玻璃坯布或云母板坯料, 按V形绝缘环展开尺寸进行落料。
5.2.11在模具上刷上脱模剂, 将落料好坯布均匀放在压紧工具上, 边加热边加压, 最终温度为温度155℃, 时间2小时, 待冷却后取出。
5.3整流子装配:
5.3.1装上内侧V形绝缘环到内侧V形钢压圈上。
5.3.2将整流子吊装到转子轴上。
5.3.3装上外侧V形绝缘环和外侧V形钢压圈。
5.3.4装上并敲紧锁紧螺母, 拆除整流子外箍紧夹具。
5.3.5将转子送入烘房内, 温度140℃, 时间3小时, 在热态下, 再次敲紧螺母。
5.3.6转子冷却到室温后, 最终敲紧锁紧螺母和保险片。
5.3.7按4.5整流子维修要求处理。
5.4试验:
5.4.1片间绝缘试验, 可用220V交流电压校灯校验;
5.4.2对地绝缘电阻测定。
5.4.3对地耐压: 2500V 60s。
6. 总装:
6.1滚动轴承结构: 用专用工具将转子穿入定子膛内, 用煤汽清洗轴承, 经压缩空气吹净后检验确定完好,用专用机油均匀地加热, 温度为140℃, 时间为30分钟, 转子轴擦拭洁净装上内油盖, 套入轴承, 用压缩空气吹净机油, 加入润滑脂, 依次装上电机尾端盖、 外油盖拧紧各部螺栓。
6.2在整流子上包上砂布并用胶带贴好。
6.3检验带有刷架端盖有没有缺损配件, 用原规格牌号电刷, 装于刷盒连接导线, 与刷盒配合间隙为0.1-0.2mm, 要求刷盒下部边缘与换向器表面相距2-4mm, .用弹簧秤测量各刷握弹簧压力, 其差值不应超出其平均值20％。
6.4将刷架缓慢地套在整流子上, 装上外油盖拧紧各部螺栓, 连接绕组与刷架连线, 转动电机对电刷进行研磨, 确保电刷与整流子吻合面在80％以上, 取出砂布。用压缩空气吹净煤精灰。
6.5座式滑动轴承结构 : 用专用工具盘动转子在轴瓦上匀速转动, 然后取出下
轴瓦。进行研刮, 以点子均匀分散为宜, 分布在轴瓦中心70°-120°夹角, 下瓦表面亮点数量在每平方厘米2-3点为适宜, 上瓦每平方厘米1点。测取并调整顶间隙、 侧间隙, 其值约为轴径0.1%, 测取并调整上瓦与端盖压隙, 其值可控制在0.1-0.15mm。研刮及调整完成需对轴承部位仔细清洁洁净,依次装入油环、 上轴瓦、 密封圈、 在轴承座内注入润滑油, 涂上密封胶,检验端盖轴瓦定位销, 装好轴承盖, 拧紧各部螺栓。
6.6箱型机座滑动轴承结构: 装电机二端带轴承座下半端盖,装入下轴瓦, 其
余工序按座式滑动轴承结构进行, 最终装上电机二端上半端盖拧紧螺栓。
6.7上述两种轴承结构电机刷架安装参考原电机结构, 要求参考6.3、 6.4。
6.8校物理中心线: 采取感应法, 在励磁绕组两端接直流脉冲电源, 每2秒一次电压3v-6v, 在刷架正负极串接毫伏表, 移动刷架位置, 当表中感应电动势最靠近零时, 即可认为刷架位于中心线上, 拧紧刷架压板螺栓。
6.9盘动转子, 应灵活, 无任何异常。
7. 试验:
7.1定子励磁绕组直流电阻测定。
7.2定转子绝缘电阻测定。
7.3匝间绝缘试验: 可采取跨距法或片间法, 峰值电压为1.2-1.5倍额定电压, 冲击次数不 少于 3次。
7.4空载试验: 按电机铭牌对励磁绕组输入额定电压、 电流, 电枢绕组逐步提升输入电压, 将转速稳定地升至额定转速。
7.4.1观察电刷与整流子表面火花等级, 空载火花等级应在1-1 1/4级, 统计转速、 电流、 电压。
7.4.2轴承（轴瓦）温度: 滚动轴承在运行30分钟后, 轴承温度常温下不超出60℃, 滑动轴承在运行30分钟后, 轴瓦温度常温下不超出50℃。
7.4.3电机振动值: 许可振动值（双振幅值）转速: 3000为0.05mm、 1500为0.08mm、 1000为0.1mm、 750为0.12mm。
7.4.4超速试验: 将转速调至额定转速1.15-1.2倍作超速试验, 时间60s。
8.全部试验合格并出具具体试验汇报。
9.清理电机外表, 重新油漆处理, 外表要光滑美观。

江苏金鼎大型电机维修有限企业
6月28日