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【技术】双馈式风力发电机组的轴承、转子和集电环故障处理方案

2022-08-30分类:智慧风电 / 智慧风电来源:清软创新
【CPEM全国电力设备管理网】

一、存在的问题:

发电机故障率较高,主要问题如下:

1、轴承故障:电机噪音大,振动大,轴承异响对轴承进行拆解发现,轴承滚道表面有搓衣板状的条纹,轴承内圈与转轴烧死粘合,轴承无法拆卸,滚道上有凹坑,保持架断裂。

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2、转子故障:转子接地、转子电缆磨损。

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3、集电环故障:碳刷磨损过快,集电环和接地环表面有点蚀或不规则的小坑,接地电刷表面粗糙。

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二、原因分析:

1、轴承故障原因:

(1)轴承电蚀为转子由PWM 模式变频器供电时,共模电压产生较大的轴电压和轴电流所致。

(2)轴承运转过程中,温度升高,轴承内圈受热后材料软化与滚动体相互作用形成凹坑;同时内圈发生膨胀,与转轴发生相对运动产生高温造成轴承烧死粘合。

(3)对中较差,造成轴承在运转过程中受到额外力的作用造成保持架受力断裂。

(4)润滑不足,造成轴承烧死。

2、转子故障原因:
转轴R 角处有棱角,电缆线在旋转过程中磨损破裂。

3、集电环故障原因:

(1)电刷造成滑环或接地环表面接触面积太小(要求≥80%),或仅局部接触,造成通过电流急剧增大,使滑环或接地环表面产生电蚀,即出现点蚀或小坑,使滑环或接地环表面变得粗糙,严重地破坏了表面的氧化膜,使得电刷磨损变快。同时粗糙的表面也使得电刷的接触面积变得更小,如此恶性循环,表面会越来越粗糙,电刷会磨损越来越快。

(2)更换电刷后,未预磨,造成接触面变小所致。

三、解决方案:

1、采取多点接地方式疏导轴电流,达到降低轴承电腐蚀的效果。多点接地:在发电机本体加装接地铜编织带,以减小其间的不平衡电势;增加多点接地电缆和碳刷信号线的布置以及连接方式,缩短优化轴电流导下路径,使轴电流更易导下。

2、在驱动端增加接地环。接地环安装在驱动端轴伸上,配合两个接地碳刷,接地碳刷支架固定于端盖,再采用铜编织带或接地引线连接到接地体,以有效的降低驱动端与非驱动端的电位差,分担非驱动端接地电流,增加轴接地可靠性,降低轴承的损坏率。

3、绝缘端盖:绝缘端盖方案是在接地疏导的基础上,进一步提升绝缘等级和可靠性,实现整体耐电压不低于4000V(AC),1min。同时采用该结构后,电机可不再使用绝缘轴承,轴承成本可降低50%以上,绝缘端盖整体结构图如下:

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增加接地碳刷图绝缘端盖结构图

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