微探水力发电机组定子铁心的叠装技术

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摘要:本文结合实例，对水利发电机组定子铁心的叠装技术进行探讨，分析了定子铁心叠装工艺，以供参考。

关键词:定子铁心叠装；穿心压紧螺杆；圆度；波浪度

中图分类号：U463.43+2文献标识码： A

一、机组概况

某水电站额定水头68m， 最大水头83.6m，额定流量134.35m3/s， 最小水头51.2m，水轮发电机型号为SF80-34/8800， 总装机容量4×80MW，额定电压13800V， 单机额定容量为80MW，飞逸转速354.54r/min，额定转速176.5r/min。

发电机机座净高1550mm，机座外径10100mm，共4瓣。采用厚0. 5mm的铁心冲片为自锁螺母和蝶形弹簧使铁心保持衡压､DW270-50冷轧无取向高导磁硅钢片，从而噪声运行减少。不包括线圈的定子质量为128.833t，其中机座43.870t(分4瓣)。均在厂房安装间进行从机座到托块的焊接､定位筋及冲片的热压和堆积。

由33层通风槽片和34小段铁心构成定子铁心， 408槽，有效高度为1210mm，高为26mm在第1段和第34段，其他(30±0.5)mm为每段高，有1层6mm厚通风槽片在每段间。如图1所示为定子铁心叠装工艺流程。

图1 定子铁心叠装工艺流程

在测圆架铁心叠片调整合格，焊接完成定子机座组圆并合格，开始叠装前将下齿压片及定位筋装焊合格。细致精确的做好前期工作，就会在后期叠装时较为顺利。以下为定子铁心叠装工艺。

二、铁心分段装压

(1)检查铁心冲片的质量，应挑出报废或处理对于有硬性折弯､缺角､齿部槽楔槽尖角卷曲的冲片､齿根断裂或冲片齿部，直接报废绝缘漆表面脱落的冲片。

(2)每层34张该定子冲片，卡入2根定位筋有2个鸽尾在每张冲片上，共计34段定子铁心。

(3)首先铁心第1段叠3种各12层特殊项扇形片，然后至第1段高26mm叠普通扇形片(第34段工序相反)，其中用胶粘接前3项特殊扇形片成整体。

(4)叠片以搭1/2扇形片于每层的方式，不重片､不缺片，边叠片边整形，相邻片接缝正确，穿心螺杆孔和槽形保持整齐，无突出错牙。将装冲片的箱拆开后在每次叠片开始前用白布擦拭干净上2层片，开始叠片后边擦拭叠片上污垢及灰尘边叠片，擦拭人员与叠片人员相间布置。

(5)进行以下工作每叠完一段后:1)放置垫块在定位筋根部，为了使冲片靠紧，用铜锤敲打垫块，但禁止用铁锤敲打铁心；2)为了固定定子槽形，均匀塞入槽样棒，并用整形棒整形，至少2根在每张冲片上，应与槽样棒相间置入槽楔槽样；3)测量铁心内径；4)用卡尺每叠完一段对单段铁心高度测量，并做记录，为(30±0.5)mm的公差。可在局部叠放几张冲片如果超差的话，应注意每段高度偏差在堆积全过程中的相互补偿，这样单段铁心超高的现象就不可能出现。

三､铁心预压

(1)至550mm高度左右时叠片预压一次。预压用的螺母､螺杆､预压板､垫圈等避免污损铁心，应及时清理。

(2)把已叠好的铁心预压前，全部整形一次，应放一层废片在压具直接接触的铁心处，在紧靠压具的下面不放通风槽片，槽楔槽样棒与槽样棒的铁心不得露出。

(3)吊装扇形压板时对穿心压紧螺杆孔与压板上孔同心注意调整，避免穿螺杆时刮伤铁心。为了避免螺杆转动挤伤铁心，应校正弯曲螺杆。槽样棒在压紧过程中与槽底尽量靠近。

(4)压紧时在整圆周对称方向由4人用风动扳手同时依次拧紧螺杆。可分3次完成每次预压。第1遍拧完整圆周后，向相反方向从起始点进行第2遍，拧紧方向第3遍与第2遍相同。

四、铁心预压紧

至第34段铁心叠片完成后，进行冷压铁心。

(1)穿心螺杆(M304mm×1 644mm)的弯曲程度逐根检查，要进行平直弯曲长度检查不大于0. 3mm/m。绝缘管两端毛刺逐根修理，分类堆放并检查螺杆外径(分上､中､下3点)，然后将穿心螺杆进行试套，按松紧程分类堆放度。

(2)全部叠放完成，进行清理上齿压板(包括各螺孔重过丝锥)，然后对上齿压板进行安装，然后逐槽整形一次沿槽全长。

(3)安装穿心螺杆､定位筋下端的各零件按图纸要求，保证穿心螺杆和定位筋下端露出螺母15mm；按图纸要求用产品螺母､垫圈､止动垫圈等压紧定位筋下端，上端用螺母､预压垫圈压紧，用预压垫圈､螺母压紧穿心螺杆。

(4)由4人均匀施力，对称分布，定位筋螺母可以先压紧，再将穿心螺母压紧。不能一次压入很多，必须分多遍､均匀､有顺序的进行压紧；定位筋及穿心螺杆预压螺母扭矩分别为1328.5N·m和657.67N·m。调整顶丝的高低根据压紧情况，使上齿压板保持水平。

五、铁心最终压紧(冷压)

(1)换装限位管､蝶形弹簧､螺母及垫圈等零件。换装时，松1个，换1个，紧1个，为了让铁心保持原有预紧量。换装最后一段穿心螺杆的绝缘管时，按实际铁心长度进行配切。

(2)穿心螺杆的限位管､蝶形弹簧､绝缘管换装后，产品螺母压紧前，穿心螺杆绝缘电阻用250V摇表测量，电阻要大于20MΩ。

(3)定位筋上端锁紧螺母用力矩扳手拧紧(力矩1328.5N·m)，压缩至51.2mm检测蝶形弹簧高度；拧紧锁紧螺母在穿心螺杆上端(力矩657. 67N·m)，压缩至52.45mm检测蝶形弹簧高度。并铁心紧量用紧量刀片检查，单手用力推入深度不超过3mm，齿压板保持水平。

(4)铁心内径ƒmm，偏差小于±3.5%的定子铁心圆度空气间隙(22mm)。铁心长度mm；做检查记录；铁心波浪度小于8mm；能顺利通过通槽棒，齿中心与齿压片偏差小于1mm。

铁心冷压后圆度检查结果见表1(百分表基准为3.0mm)。

表1圆度铁心冷压后检查结果mm

因为最小圆度和最大圆度都合格，所以其他圆度都合格。

高度检查在铁心冷压后结果见表2。

表2高度检查结果在铁心冷压后mm

mm范围内 〖〗

Lmax-Lmin=1216-1214=2(mm)

六、铁心热压

(1)彻底清理定子铁心，冷压合格后，不允许铁心内部存在任何杂物；在各环板及铁心下环板下之间将16×10kW和120×3kW加热片均匀布置。因为是冬季施工，在定子内外为了保温搭2层篷布，由专人值班，连续加热以8℃/h左右的速度至100℃左右后加热停止，让其自然冷却。当温度低于45℃后，一般降温速度为1~3℃/h，篷布可以拆开，让其自然冷却至室温，再进行压紧，冷压方法与压紧方法一样。

(2)测量螺母扭矩及蝶形弹簧高度符合要求，铁心高度用卷尺测量，外径半径圆度用千分尺测量符合下列要求:

1)铁心内径ƒmm，偏差小于±3. 5%的定子铁心圆度空气间隙(22mm)，做检查记录；

2)尽量向正公差靠近，铁心长度1210+40mm；铁心波浪度小于8mm；

3)偏差小于1mm的齿中心与齿压片；

4)对定子铁心的槽形用通槽棒逐槽进行检查，全部通过。

总之，在叠装整个定子冲片过程中，为了调整铁心的波浪度通过增减冲片的方法，在允许范围内控制定子铁心叠装技术参数，这可以较为方便的控制铁心有效高度，从铁心密实情况的检查看，没有不良影响。这说明为了控制铁心有效高度通过局部增减冲片的方法是可行的。

参考文献

[1]王巍. 泰州1000MW汽轮发电机定子铁心叠装制造工艺[J]. 科技创新导报，2008，11:119+121.

[2]欧阳孔良. 汽轮发电机定子铁心外叠装工具的设计[J]. 上海大中型电机，2010，03:40-43.