發(fā)電機(jī)定子工藝介紹

11二月2023發(fā)電機(jī)定子工藝介紹——工藝部11二月2023發(fā)電機(jī)定子工藝介紹概述發(fā)電機(jī)定子指的是發(fā)電機(jī)的靜止部分，主要包括了定子機(jī)座、定子鐵心、定子繞組、端蓋、軸承、冷卻器等。若是氫冷發(fā)電機(jī)則另設(shè)有動(dòng)、靜密封裝置等。按照上發(fā)廠工藝條線劃分，定子對應(yīng)的工藝主要分成定子金加工工藝（機(jī)加工）、定子鐵心壓裝工藝（手加工）、定子嵌線工藝（手加工），主要重點(diǎn)介紹定子定子鐵心壓裝工藝。11二月202311二月2023一、定子金加工工藝部分定子金加工工藝包含定子機(jī)座加工、出線盒加工、冷卻器罩加工、端蓋軸承加工、定子相關(guān)零部件如壓圈、齒壓板等加工。11二月2023一、定子金加工工藝部分定子金加工工藝包含定子機(jī)座加工、出線盒加工、冷卻器罩加工、端蓋軸承加工、定子相關(guān)零部件如壓圈、齒壓板等加工。11二月20231、機(jī)座加工（1）目的：將焊接好以后的機(jī)座按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行加工，獲得所需的尺寸和精度。（2）加工部位：機(jī)座端面、止口、內(nèi)圓、冷卻器罩配合面、底腳面、法蘭表面、連接孔等表面和孔（螺孔、通孔）；（3）加工機(jī)床：主要包括機(jī)座加工中心、鏜床、銑床等。11二月202311二月2023機(jī)座加工實(shí)例11二月202311二月202311二月202311二月202311二月202311二月20232、端蓋加工（1）目的：將焊接好的端蓋按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行加工，獲得所需的尺寸和精度。（2）加工部位：端蓋和機(jī)座配合面、上下端蓋配合面、連接孔等表面和孔（螺孔、通孔）；（3）加工機(jī)床：立車、鏜銑床、鉆床等。11二月2023端蓋加工實(shí)例11二月202311二月202311二月202311二月202311二月2023二、定子鐵心壓裝工藝部分概述：

定子鐵心是發(fā)電機(jī)定子機(jī)座中一個(gè)重要的組成部分，安裝于定子機(jī)座內(nèi)壁，本身又作為定子繞組的固定構(gòu)架。作用是使發(fā)電機(jī)總磁通獲得低磁阻的磁路，建立起發(fā)電機(jī)電壓。11二月2023在鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為了減少渦流損耗，要把鐵心分成許多薄片，而且各片之間彼此絕緣，以防止各疊片之間流過電流。每一硅鋼薄片厚度的選擇與渦流的透入深度有關(guān)。大型汽輪發(fā)電機(jī)通常使用的沖片厚度是0.35mm或0.5mm。11二月202311二月2023定子鐵心根據(jù)通風(fēng)形式可分為徑向通風(fēng)和軸向通風(fēng)結(jié)構(gòu)，疊裝后兩端用壓圈、齒壓板、穿心螺桿和定位螺桿進(jìn)行軸向收緊。定子鐵心軸向通風(fēng)和徑向通風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：11二月2023圖1-1百萬等級軸向通風(fēng)結(jié)構(gòu)圖1-260萬等級徑向通風(fēng)結(jié)構(gòu)11二月20232.疊裝方式：鐵心疊裝的方式有兩種：

內(nèi)壓裝方式

外壓裝方式11二月2023內(nèi)壓裝：

在機(jī)座內(nèi)疊裝的方法為內(nèi)壓裝法。11二月2023內(nèi)壓裝：

在機(jī)座內(nèi)疊裝的方法為內(nèi)壓裝法。11二月202311二月2023外壓裝：獨(dú)立于機(jī)座，鐵心單獨(dú)疊裝的方法為外壓裝法。我廠現(xiàn)有的外壓裝方式有三種：11二月20232.1環(huán)籠式外壓裝：

生產(chǎn)產(chǎn)品有空冷系列、燃機(jī)390MW。圖2-2定子鐵心籠子式外壓裝圖2-3籠子式外壓裝結(jié)構(gòu)圖11二月202311二月20232.2自由式外壓裝：

生產(chǎn)產(chǎn)品有火電百萬級。圖2-4百萬級鐵心自由式外壓裝及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)11二月20232.3散片donuts外壓裝：生產(chǎn)產(chǎn)品有HMP-S4R3圖2-5HMP鐵心donuts外壓裝11二月202311二月2023內(nèi)、外壓裝工藝的選用是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定的，鐵心壓裝工藝整體上基本相同，主要區(qū)別在于，工藝裝備的布置以及沖片定位方式不同。從生產(chǎn)角度出發(fā)，外壓裝的優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)與機(jī)座加工并行作業(yè)，規(guī)避相互制約的風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)效率。11二月20233.鐵心疊裝工藝過程及操作：下面簡要介紹鐵心壓裝操作工序，主要以600MWⅡ型為例，并穿插其它產(chǎn)品進(jìn)行對比。具體以工藝過程卡為準(zhǔn)。11二月20233.鐵心疊裝工藝過程及操作：11二月202311二月20233.1機(jī)座裝筋機(jī)座加工后在內(nèi)壁上安裝支持筋，支持筋就是鐵心沖片疊裝定位的基礎(chǔ)。11二月20233.1機(jī)座裝筋11二月2023支持筋結(jié)構(gòu)有2種：圓形結(jié)構(gòu)：常規(guī)60萬產(chǎn)品，直接安裝于夾緊環(huán)內(nèi)壁，夾緊環(huán)與機(jī)座之間采用立式彈簧板避振。鳩尾結(jié)構(gòu)：60萬三段式、Ⅱ型產(chǎn)品，通過臥式彈簧板固定于機(jī)座內(nèi)壁。11二月2023圖3-1常規(guī)600MW、700MW圓形支持筋及彈簧板結(jié)構(gòu)11二月2023圖3-260萬三段式、Ⅱ型鳩尾支持筋及彈簧板結(jié)構(gòu)11二月2023支持筋固定方式有2種：焊接固定：常規(guī)60萬產(chǎn)品、三段式11二月2023支持筋固定方式有2種：螺栓固定：60萬Ⅱ型600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程工位布置機(jī)座就位11二月2023600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程支持筋和彈簧板裝配11二月2023600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程基準(zhǔn)筋安裝11二月2023600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程其余支持筋吊裝校正內(nèi)徑、等分尺寸11二月2023600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程11二月2023600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程擋風(fēng)板裝配11二月202311二月20233.2磁屏蔽、端部階梯疊裝磁屏蔽設(shè)計(jì)中，沖片絕緣涂層外加涂6207粘結(jié)劑，需烘焙至130℃、保溫48小時(shí)進(jìn)行固化。端部階梯疊裝中需手工涂刷混合樹脂粘結(jié)劑，需烘焙至90℃、保溫48小時(shí)進(jìn)行固化。絕緣材料耐熱等級分7級。Y：90℃A：105℃E：120℃B：130℃F：155℃H：180℃C：>200℃11二月2023烘焙溫度和時(shí)間代表了粘結(jié)劑的固化條件，而不是耐溫極限。兩種粘結(jié)劑可同時(shí)烘焙固化，遵循的原則是就高不就低。疊裝中需嚴(yán)格按圖紙要求疊裝各種規(guī)格的沖片和風(fēng)道，局部片間需加墊絕緣紙。11二月2023疊裝原則：沖片層間按1/2錯(cuò)位疊裝。

片間絕緣紙如果為1層，可隨上層或下層沖片疊裝，如果有2層，均與上、下層沖1/2錯(cuò)位疊裝。11二月2023疊裝工藝：為了提高生產(chǎn)效率、解決定子烘房的瓶頸問題、節(jié)約能源消耗等，磁屏蔽與端部階梯疊裝均采用散片donuts疊裝并單獨(dú)烘焙固化。單獨(dú)烘焙是相對于整機(jī)而言，車間生產(chǎn)中是將磁屏蔽和端部階梯同爐烘焙，遵循就高不就低的原則設(shè)定烘焙參數(shù)。11二月2023

磁屏蔽采用散片donuts疊裝11二月2023

端部階梯采用散片donuts疊裝11二月20233.3勵(lì)端端部吊裝結(jié)合磁屏蔽和端部階梯的散片donuts疊裝結(jié)構(gòu)，勵(lì)端端部包括端部階梯、齒壓板、壓圈、磁屏蔽、分塊壓板等零部件都在定子機(jī)座壓裝就位前，將機(jī)座勵(lì)端朝上按順序進(jìn)行吊裝、固定。11二月2023圖3-5定子鐵心端部裝配結(jié)構(gòu)600MWⅡ型發(fā)電機(jī)裝筋主要過程勵(lì)端端部套裝11二月202311二月20233.4定子機(jī)座就位在鐵心壓裝區(qū)域安裝底板、墊箱、調(diào)節(jié)墊鐵等工具，將機(jī)座翻身至勵(lì)端朝下后就位于壓裝工位，調(diào)整機(jī)座中心、高度、垂直度等。11二月2023圖3-6定子機(jī)座就位工裝實(shí)物布置及結(jié)構(gòu)示意11二月20233.5本體沖片疊裝本體沖片的規(guī)格都是一致的，疊裝均按1/2錯(cuò)位疊放。沖片以支持筋為主定位，穿心螺桿定位棒和槽形定位棒可作為輔助定位，或作整形用。每疊裝半檔進(jìn)行一次整形（一般為20～35mm左右），整形用尼龍榔頭沿周向多次輕敲定位棒，直至穿心螺桿定位棒和槽形塞規(guī)能順利通過。11二月202311二月2023在半檔位置需根據(jù)預(yù)補(bǔ)償方案進(jìn)行齒、軛部補(bǔ)償。一檔疊裝后擺放風(fēng)道板，繼續(xù)下一檔疊裝。疊裝一定高度后進(jìn)冷壓或熱壓，除鐵心收緊前的加壓，其余疊裝中的各次加壓均須做壓鉛操作，并根據(jù)壓鉛情況進(jìn)行后續(xù)補(bǔ)償調(diào)整。11二月202311二月2023鐵心疊裝鐵心冷壓11二月202311二月2023鐵心熱壓11二月202311二月20233.6汽端端部吊裝勵(lì)端端部包括端部階梯、齒壓板、壓圈、磁屏蔽、分塊壓板等零部件吊裝方法及順序同勵(lì)端。11二月202311二月20233.7穿心螺桿、定位螺桿收緊利用吊裝工具吊裝穿心螺桿，并安裝穿心螺桿和定位螺桿兩端墊圈、螺母等緊固件。11二月2023

一般穿心螺桿單件生產(chǎn)中都有兩端絕緣套，吊裝中需保留下端絕緣套，以保護(hù)穿心螺桿螺紋及防止損傷鐵心沖片。絕緣套管圖3-7穿心螺桿及絕緣套11二月2023吊裝上壓具、油壓機(jī)等加壓工具加壓，在壓力下隨手扳緊穿心螺桿和定位螺桿螺母，需注意調(diào)節(jié)兩端伸出長度。圖3-8鐵心最終加壓結(jié)構(gòu)11二月202311二月2023卸壓后用液壓拉伸器收緊穿心螺桿：穿心螺桿的拉伸力為176000N，以75%、100%的拉伸力分步收緊，收緊操作需按對稱、均勻的原則進(jìn)行，并多次重復(fù)操作，確保每根穿心螺桿的緊力都在95%以上。用液壓扳手收緊定位螺桿:定位螺桿的扳緊力矩為1660N.m，收緊操作同穿心螺桿。11二月2023注意定子鐵心收緊順序：先收緊穿心螺桿；再收緊定位螺桿。圖3-9定子鐵心汽端端部結(jié)構(gòu)示意11二月202311二月20233.8定子鐵心檢查、試驗(yàn)定子鐵心收緊后檢查：測量槽底長度符合工藝要求：6300（+5，0），（圖紙要求為±3，預(yù)留了后續(xù)收緊余量）。2500V直流兆歐表檢測穿心螺桿對地絕緣，要求大于100M。250V直流兆歐表檢測分塊壓板對地絕緣，要求大于100M。11二月2023

將定子鐵心翻身至水平狀態(tài)檢查：槽形塞規(guī)檢查槽形，要求能順利通過。彈簧緊量刀抽檢鐵心齒部，要求200N推力下插入量小于3mm。檢查測溫元件：有無短路、斷路、接地現(xiàn)象，250V直流兆歐表檢測絕緣電阻應(yīng)不小于100MΩ，用萬用表檢測直流電阻應(yīng)符合元件分度值。鐵耗試驗(yàn)：1.4T、45min，溫升小于20K、溫差小于10K（國家標(biāo)準(zhǔn)：溫升小于25K、溫差小于15K）。11二月20233.9模擬灌膠加熱及再收緊定子鐵心在嵌線烘焙和電廠運(yùn)行中會(huì)造成預(yù)緊量的降低，預(yù)緊量損失的主要因素是：沖片表面絕緣涂層溶劑散發(fā)和運(yùn)行中的磨合。為了減少緊量損傷，在嵌線前采用模擬灌膠加熱并再收緊。（電廠運(yùn)行1年后需安排收緊操作）11二月2023加熱方式及控制：采用感應(yīng)加熱+熱風(fēng)循環(huán)，加熱至平均130℃、保溫24小時(shí)。冷卻至室溫（允差在5K內(nèi)）后用14個(gè)拉伸器分3組收緊穿心螺桿，用2個(gè)力矩扳手收緊定位螺桿，收緊操作同前。11二月202311二月202311二月2023

3.10嵌線灌膠加熱后再收緊嵌線灌膠后為了固化槽內(nèi)適形材料和端部樹脂，需要進(jìn)行灌膠加熱，加熱參數(shù)為：鐵心平均溫度90℃、保溫36小時(shí)；端部80℃、保溫48小時(shí)。兩者邏輯關(guān)系為“與”。11二月2023嵌線灌膠加熱后需對鐵心再次進(jìn)行收緊，基本操作同模擬灌膠再收緊，但由于錐環(huán)安裝后穿心螺桿的拉伸操作空間較小，只能用2個(gè)體積較小的高壓拉伸器拉伸操作。11二月20234.鐵心壓裝關(guān)鍵點(diǎn)：即鐵心壓裝中的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵工序。下面結(jié)合600MWⅡ型定子鐵心介紹疊裝關(guān)鍵點(diǎn)。11二月20234.1支持筋安裝尺寸：等分及中心鐵心沖片疊裝是以支持筋為主要定位，因此支持筋的安裝尺寸至關(guān)重要?；鶞?zhǔn)筋安裝：以中心鋼絲為基準(zhǔn)，半徑控制為±0.2。以側(cè)面鋼絲為基準(zhǔn)，直線度控制為全長小于0.30，局部小于0.1/1000。其余支持筋：以中心鋼絲為基準(zhǔn)，半徑控制為±0.2。以相鄰支持筋為為基準(zhǔn)，等分控制為±0.3。11二月20234.2風(fēng)道板、分塊壓板、齒壓板單件檢查風(fēng)道板、分塊壓板、齒壓板零部件的厚度、平面度的差異將直接影響鐵心壓裝質(zhì)量，形成鐵心波浪度、局部松動(dòng)等問題，因此零部件單件質(zhì)量的控制尤為重要，加強(qiáng)控制與檢查力度。11二月20234.3齒、軛部補(bǔ)償形成鐵心齒、軛部松動(dòng)的原因：主要由鐵心沖片的同板差造成，參照GB/T2521冷軋晶粒取向、無取向磁性鋼帶國家標(biāo)準(zhǔn)，硅鋼片卷料帶存在不同程度的同板差，特點(diǎn)為中間厚兩邊薄，因此沖裁成形的沖片的齒、軛部比中間也略薄。11二月2023圖4-1沖片套裁示意11二月202311二月2023盡管單張沖片上的差異極小（0.5mm厚度規(guī)格的沖片一般差異在0.004～0.009左右），但是由10000多層沖片疊裝成形的鐵心，累積空隙將達(dá)40～90mm之多，造成疊裝后的鐵心齒、軛部出現(xiàn)不同程度的松動(dòng)現(xiàn)象。因此在鐵心疊裝過程中需要對這種累積空隙進(jìn)行補(bǔ)償。11二月2023齒、軛部預(yù)補(bǔ)償方法有2種：

a）CrownTest補(bǔ)償法：由四車間在沖片生產(chǎn)中按規(guī)定的方法、數(shù)量進(jìn)行抽樣，組成多組測試試樣，沿徑向按照要求的測點(diǎn)分布分別測出厚度數(shù)值。再由鐵心壓裝技術(shù)人員通過計(jì)算累積偏差量，配置齒、軛部預(yù)補(bǔ)償方案。11二月2023圖4-2試樣測點(diǎn)分布及空隙預(yù)測11二月2023圖4-3累積偏差計(jì)算補(bǔ)償墊片配置11二月2023圖4-4補(bǔ)償墊片分配表11二月2023CrownTest補(bǔ)償法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):預(yù)補(bǔ)償方案針對性強(qiáng)，科學(xué)合理。缺點(diǎn)：抽樣、測試、計(jì)算工作量大，推廣困難；

測試試樣相對偏少(約0.7%)，造成一定的計(jì)算誤差。11二月2023

b）經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)償法：參照同類產(chǎn)品前兩臺（或更多）鐵心壓裝補(bǔ)償?shù)慕?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)制訂齒、軛部預(yù)補(bǔ)償方案。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):操作簡單。缺點(diǎn)：盲目性大。11二月2023補(bǔ)償墊片形式：齒部墊片：絕緣材料，形狀同齒部，有平墊片和斜墊片，多種長度規(guī)格。圖4-5齒部補(bǔ)償墊片11二月2023軛部墊片：由沖片裁剪而成，均為平墊片，多種長度規(guī)格。圖4-6軛部補(bǔ)償墊片11二月2023補(bǔ)償操作：一般在各檔中間補(bǔ)償，用雙面膠粘貼，擺放時(shí)不得突出嵌線槽、鳩尾、支持筋槽和外圓。11二月20234.4冷壓控制冷壓目的：是消除沖片本身的不平整度，使沖片片間緊密貼合。加壓壓力：一般為穿心螺桿的拉伸力總和，600MWⅡ型單根穿心螺桿的拉力為176000N，圓周共42根，鐵心的加壓壓力為7392kN。11二月2023加壓油缸設(shè)置：加壓油缸有3個(gè)指針，壓力指針、上限指針和下限指針，上、下限指針即代表保壓精度，一般為±5%。因此油缸設(shè)置：壓力指針為7392KN，上限指針為7762KN，下限指針為7022KN。圖4-7加壓油缸壓力設(shè)置11二月2023加壓操作：需進(jìn)行加壓、松壓、加壓10次循環(huán)，并在每次加到壓力后停頓20至30秒。加壓操作完成后保壓，完成后續(xù)測量、檢查工作。11二月2023

4.5熱壓控制熱壓目的：通過加熱，促使沖片絕緣涂層中溶劑的散發(fā)，加速漆膜蠕變。加壓操作：加壓壓力及操作控制同冷壓，在鐵心加熱保溫中自動(dòng)保壓維持壓力。11二月2023加熱方式：600MWⅡ型定子鐵心加熱方式為鐵耗感應(yīng)加熱。一般鐵心加熱的主要方式有兩種：鐵耗感應(yīng)加熱和熱風(fēng)機(jī)加熱。加熱溫度控制：一般按加壓段鐵心上、中、下，以及內(nèi)、外圓布置6個(gè)測溫元件，平均溫度達(dá)到90℃~100℃，并保溫48小時(shí)。11二月2023加熱中，通常鐵心的最高溫度在150℃以內(nèi)不致引起沖片絕緣損傷，但為了控制鐵心各點(diǎn)的溫度更趨均勻，一般工藝控制的上限空間為20℃。然而個(gè)別定子鐵心由于結(jié)構(gòu)因素，無法采取更好的保溫措施，只能通過拉高上限來滿足加熱要求，600MW產(chǎn)品就是其中之一，最高溫度控制為140℃。11二月2023加熱后冷卻：鐵心加熱保溫完成后，繼續(xù)自動(dòng)保壓維持壓力，并拆去保溫裝置，將鐵心裸露在空氣中自然冷卻，可采用風(fēng)扇吹風(fēng)，加快冷卻速度。要求冷卻至室溫（偏差在5℃以內(nèi)），再繼續(xù)下道工序操作。11二月2023

4.6壓鉛操作及控制（Q0A961F717壓鉛工藝守則）壓鉛操作的目的：上面提到的兩種預(yù)補(bǔ)償方法，都存在客觀局限性，因此在每次加壓中需要進(jìn)行壓鉛操作，通過壓鉛的厚度變化來判斷、調(diào)整鐵心齒部和軛部的補(bǔ)償。11二月2023壓鉛布置：鐵心加壓中，在鐵心沖片與加壓壓具間按圓周4等分布置8根Φ3鉛條，每根鉛條基本沿徑向直線擺放，須避開穿心螺桿孔、定位螺桿孔、通風(fēng)孔以及壓具上的所有孔，避免鉛條在這些孔的位置形成突變影響測量數(shù)據(jù)。11二月2023測點(diǎn)分布：每根壓鉛的測點(diǎn)共6點(diǎn)，分別在齒部、中間、軛部三個(gè)位置測量6點(diǎn)，如下圖所示。圖4-8壓鉛測點(diǎn)分布示意圖11二月2023壓鉛控制：分別將齒部、中間、軛部三個(gè)位置的測點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算平均值，并以中間為參照進(jìn)行比較。具體要求如下：a)測點(diǎn)1、2、3的數(shù)據(jù)應(yīng)呈遞增趨勢；b)測點(diǎn)4、5、6的數(shù)據(jù)應(yīng)呈遞減趨勢；c)齒部比中間薄0.3mm～0.4mm；d)軛部比中間薄0.2mm～0.3mm。11二月2023下圖為壓鉛實(shí)例：齒部中間軛部圖中壓鉛反映了2個(gè)問題：擺放位置沒有完全避開孔。軛部補(bǔ)償略顯不夠。圖4-9加壓后的壓鉛變形情況11二月20234.7波浪度控制波浪度的概念：即鐵心圓周各點(diǎn)的長度波動(dòng)。一般在鐵心加壓壓力下，圓周均布8點(diǎn)測量槽底長度為依據(jù)。11二月2023波浪度產(chǎn)生的原因：主要是由不同卷料的硅鋼帶自身的厚度差異造成的。沖片生產(chǎn)情況為，沖片從硅鋼帶