一個團隊參觀了企業(yè),對高壓電機線圈的制造工藝很感興趣,而層層絕緣的纏繞工藝特別不可思議。實際上,高壓電機線圈的加工是一個非常繁瑣的過程,即使采用自動化設(shè)備,總有一些環(huán)節(jié)需要人工完成。事實上,每一個被認為繁瑣的項目都有其必要性。今天女士參與分享定子繞組緊固的理論要求,也許對于制造工藝的內(nèi)容來說很正常。
假設(shè)運行中繞組受電磁力作用,出口端突然短路,電磁力會增加幾十倍。此外,如果高壓電機的線圈與槽壁接觸不良,會發(fā)生電容器放電,造成電氣腐蝕。垂直電機還必須防止桿下沉。因此,定子繞組也必須采取可靠的緊固措施。
1槽內(nèi)線棒所受的電磁力及其緊固
鐵芯槽內(nèi)的內(nèi)棒受到的電磁力與上下棒電流和槽內(nèi)內(nèi)棒長度的乘積成正比;但與定子槽寬成反比。力的作用方向是,當同一槽桿中的電流方向相同時,電磁力將兩層桿壓向槽底;當槽中兩層棒的電流方向相反時,電磁力將上棒壓向槽楔,下棒壓向槽底。如果同一槽中的棒條同相,則電流方向始終相同;相電流達到幅值時,作用在桿上的電磁力達到最大;如果同一槽中的桿異相,電流方向有時相同,有時相反,作用在桿上的電磁力總是小于上述最大值。根據(jù)計算結(jié)果,10萬千瓦發(fā)電機正常運行時,每厘米作用在下桿上的電磁力約為20 N,每厘米作用在上桿上的電磁力約為15 N.如果單相突然短路,在不考慮磁路飽和效應(yīng)的情況下,電磁力可以達到正常運行的120倍左右;如果考慮飽和效應(yīng),大約是70倍。
在大型汽輪發(fā)電機中,定子線棒的槽緊固通常采用以下三種結(jié)構(gòu)方式:
(1)槽口用對楔楔楔緊,并墊有彈性波紋墊,槽底和夾層墊有半導(dǎo)體適形材料制成的墊。凹槽中的預(yù)埋鋼筋需要壓制和固化。
(2)用盤根固定,下線前放一個薄襯墊,涂上半導(dǎo)體盤根,嵌下條后填隙,嵌上條。溝槽內(nèi)的內(nèi)鋼筋應(yīng)在壓實后固化。
(3)缺口用頭楔楔入,側(cè)面用“擴槽斜模”方法楔入。也就是說,鐵芯壓裝時,每疊達到一定長度(300~500 mm)時,疊放一段槽形擴大的鐵芯。線圈嵌入槽后,半導(dǎo)體楔被打入其側(cè)面。這種結(jié)構(gòu)不需要固化。
2定子繞組端部緊固
對于高壓、高速的大型電機,端部通常要延長很長時間,所以受到很大的機械力。特別是突然短路產(chǎn)生的電磁力可達穩(wěn)態(tài)時的百倍以上,使繞組端部承受彎矩,最大彎矩產(chǎn)生在繞組槽口處。不僅是突然短路,運行過程中的負載變化也會對繞組端部產(chǎn)生沖擊應(yīng)力。如果繞組端部緊固不可靠,槽口處的繞組絕緣會頻繁振動,導(dǎo)致絕緣受傷、脫落甚至斷裂,造成高壓擊穿事故。因此,繞組端部必須在軸向、徑向和切向牢固固定。
定子繞組線棒的槽可用梳形板或?qū)有ㄐ谓^緣塊固定。
對于小型和中型渦輪發(fā)電機,繞組端部可以用下列方法固定在端環(huán)上
為了使定子線棒相對于鐵芯移動,一些大容量發(fā)電機采用了軸向跟隨的端部固定結(jié)構(gòu)。
對于大型水輪發(fā)電機,為了防止鋼筋下沉,端墊、墊片、端箍、壓板和鋼筋之間的接觸面,以及鋼筋上層和下層之間的接觸面,由環(huán)氧聚酯氈適形材料制成,或者用浸漬有環(huán)氧粘合劑的聚酯氈束固定。
以上非官方內(nèi)容僅代表個人觀點。