一個團隊參觀了企業,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,即使采用自動化設備,總有一些環節需要人工完成。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容來說很正常。
假設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槽內線棒所受的電磁力及其緊固
鐵芯槽內的內棒受到的電磁力與上下棒電流和槽內內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。根據計算結果,10萬千瓦發電機正常運行時,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,大約是70倍。
在大型汽輪發電機中,定子線棒的槽緊固通常采用以下三種結構方式:
(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體適形材料制成的墊。凹槽中的預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,涂上半導體盤根,嵌下條后填隙,嵌上條。溝槽內的內鋼筋應在壓實后固化。
(3)缺口用頭楔楔入,側面用“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,半導體楔被打入其側面。這種結構不需要固化。
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。特別是突然短路產生的電磁力可達穩態時的百倍以上,使繞組端部承受彎矩,最大彎矩產生在繞組槽口處。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生沖擊應力。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對接楔形絕緣塊固定。
對于小型和中型渦輪發電機,繞組端部可以用下列方法固定在端環上
為了使定子線棒相對于鐵芯移動,一些大容量發電機采用了軸向跟隨的端部固定結構。
對于大型水輪發電機,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,由環氧聚酯氈適形材料制成,或者用浸漬有環氧粘合劑的聚酯氈束固定。
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