MT5500B卡车轮马达牵引电机定子绕组改进工艺
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摘 要：为了有效的解决MT5500B卡车马达牵引电机定子绕组抖动的问题，以及绕组抖动所带来的绕组绝缘层磨损，以及绕组端部与电机机械部分磕碰的现象，研究提出MT5500B卡车马达牵引电机定子绕组改进的新工艺，对电机定子绕组进行进一步的加固改进，实践表明：新工艺完全可以做到对绕组的加固，达到限制绕组抖动的目的，同时为节约大量维修成本，同时对提高MT5500B卡车的出动率具有重大的意义。
关键词：马达牵引电机;定子;玻璃丝绑带;聚酰亚胺胶带;绝缘漆;绑扎
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章編号：1671-2064（2020）03-0000-00
MT5500B交流马达牵引电机卡车是由特雷克斯和北方采矿共同生产，额定载重量为326t，2007年6月共计37台MT5500B交流马达牵引电机卡车在哈尔乌素露天煤矿陆续投入使用，主要任务是承担哈尔乌素露天煤矿区的剥离运输任务，伴随着服务年限的增长，运输所处环境的影响，在运行过程中MT5500B马达牵引电机抖动现象增加，定子绕组绝缘层磨损严重，造成绕组间匝间发生放电，严重就可能发生绕组烧毁现象，致使MT5500B卡车的马达牵引电机频繁故障进而影响了设备的出动率。
传统的维修方案就是对马达牵引电机定子的绕组进行局部绝缘修复，严重的就必须重新更换绕组，工序十分繁琐，检修周期长，并且维修成本高，维修后的绕组运行一段时间还是会频繁发生绝缘层磨损的现象，最终不能从根本上解决这一问题。通过对这个问题的不断探讨和研究，对MT5500B交流马达牵引电机定子绕组维修工艺，进行了进一步的改进，加强了对定子绕组的固定工艺，从根本上杜绝牵引电机抖动时绕组也跟随发生抖动的现象，节约了维修成本，同时也提高了MT5500B交流马达牵引电机卡车的出动率，为露天矿创造了良好的经济效益。
1 马达牵引电机结构和故障分析
MT5500B交流马达牵引电机定子由定子绕组、定子铁芯、绝缘材料和接引线四部分组成。定子绕组槽铁芯长860mm，定子总长1300mm，直径为925mm，绕组前、后露出铁芯部分长520mm，定子内共有60个散热槽，绝缘材料有玻璃丝槽签、绝缘漆、玻璃丝绑带、玻璃丝带、槽口纸、槽垫、层间垫、聚酰亚胺等等。
由于定子绕组外露铁芯部分长达520mm，马达牵引电机发生抖动时，绕组极易跟随电机也发生抖动，长时间运转下，绕组绝缘层磨损严重[1]，发生匝间放电，以及绕组端部与电机机械部分磕碰，发生绕组磨损，严重发生绕组烧毁，乃至整个马达牵引电机烧毁。
2 牵引电机定子绕组固定前的准备工作
2.1 牵引电机定子清理工作
打开空压机电源和控制板面开关，当空压机储气罐压力表值达到0.7MPa时，打开风管开关，对马达牵引电机定子进行吹灰除尘处理，将灰尘和杂物清理干净，结束工作后，关闭风管开关和空压机开关，工作过程中严禁将风关口对准人。
2.2 马达牵引电机定子清洗工作
打开清洗机电源和控制开关，在控制板面上调节清洗时的水压和水温，待清洗机达到所调节的条件时，将马达牵引电机定子放入清洗机内，控制清洗时长为30min。热水加压能够更加容易的溶解定子上的油污并清洗掉油污，对去除油污方面有着非常大的优势。
2.3 马达牵引电机定子烘干工作
将牵引电机定子叉运至烘干箱内，打开烘干箱电源和控制开关，将烘干箱温度调至90℃，工作时长调为16小时[2]，在烘干过程中检修人员要随时观察烘干箱内温度变化，防止发生温度持续提升，损坏定子绕组和定子铁芯的绝缘，在定子烘干过程中严禁放置易燃、易爆物品。
2.4 绝缘电阻的测量工作
马达牵引电机定子烘干工作完成后，关闭烘干箱电源开关，使用叉车将马达牵引电机定子叉运至检修场地，待马达牵引电机定子冷却至常温状态，所时长约为6小时，然后使用耐压仪器对马达牵引电机定子绕组绝缘进行试验，使用1000V电压持续耐压1分钟，绕组无匝间放电现象时，根据电阻测量公式，使用2500兆欧欧姆表对定子绕组进行对地绝缘测量测量值应不低于最低值500兆欧。
如果马达牵引电机定子绕组在试验过程中发生匝间放电现象，说明绕组间还存在绝缘破损的地方，必须对放电处绕组进行绝缘处理，使用聚酰亚胺薄膜和玻璃丝带对绕组绝缘进行重新绑扎，再次进行匝间耐压试验，直至试验绕组匝间无放电现象发生，则定子绕组试验合格，可以进行后续步骤。如果马达牵引电机定子对地绝缘等级未达到最低等级500兆欧的要求，则说明电机中还存在水分或者污垢，必须重复对马达牵引电机定子进行进一步的清洗和烘干，如果以上步骤进行2次后定子绕组还未达到试验要求，则定子就不能进行后续步骤。
3 马达牵引电机定子绕组固定工作
3.1 材料的选用
马达牵引电机定子绕组固定工作所需的材料：直径5mm的玻璃丝细绑带10m;直径为25mm的新玻璃丝固定带3m;宽为15mm的聚酰亚胺薄膜胶带0.5m;直径为1.2mm的吸铜丝0.2m[3]。
3.2 马达牵引电机定子绕组绑线工作
用直径1.2mm的细铜线制作一根长约50mm到80mm的穿引针，将铜丝固定在直径5mm玻璃丝绑带一头起始端，起始端使用聚酰亚胺薄膜胶带缠绕固定，防止穿引过程中铜丝脱开，影响穿引工作，将玻璃丝绑带穿过第一个绕组弯曲点，并穿过绕组内的玻璃丝粗绳;用聚酰亚胺薄膜胶带缠绕新玻璃丝固定带一头起始端，防止在弯曲过程中发生磨损和抽丝现象，让新玻璃丝固定带穿过第一圈的5个绕组弯曲点;将玻璃丝绑绑住新玻璃丝固定带，并使用穿引针穿过第二个绕组弯曲点;依次循环以上步骤在马达牵引电机定子绕组弯曲点绑上绑带，并且确定每一次的绑扎都要拉紧。图1为改进后的定子绕组绑线方法截面图。 继续使用玻璃丝细绑带新的将玻璃丝固定带与绕组弯曲点绑扎固定，直到马达牵引电机定子绕组只剩下6个弯点，将6个弯点处等长的玻璃丝固定带使用剪刀剪掉;将首尾两端新玻璃丝固定带的外层护套推回去约180mm，使内部的玻璃丝纤维露出;使露出的玻璃纤维重叠，使用剪刀将重叠的玻璃纤维剪掉，不要剪掉推回去的玻璃丝外层护套，向外拉玻璃丝外层护套，继续绑新的玻璃丝固定带至首尾余3-4个弯点的玻璃丝外层护套，在玻璃丝外层护套末端绑上使用聚酰亚胺薄膜胶带，最后将剩余的玻璃丝外层护套进行绑扎，并且將玻璃丝细绑带首尾绑紧并进行固定打结。
4 马达牵引电机定子绕组浸漆工作与二次试验
4.1 绕组浸漆前对绝缘漆的选用
绕组浸漆前对绝缘漆的选用：粘度要适中，固定物含量要高;表面固化快，干燥性好，有弹性，固化后能经受马达牵引电机运转时所产生的离心力的冲击;具有较高的电气性能和耐油性;化学稳定性好，对导体和其他材料相容性好。
良好的绝缘漆会更好的提高定子绕组的电气绝缘性能，满足马达牵引电机定子绕组在MT5500B卡车负载工作中的绝缘性能要求;增强定子绕组的机械强度，满足MT5500B卡车在运转过程中产生的震动和冲击作用要求，防止绕组的摆动，同时还能降低由电机运转过程中电磁的作用所产生的噪声;增强定子绕组的环境适应能力，增强绕组绝缘系统的防潮性、防腐蚀性和其他物质侵袭的性能;改善定子绕组的导热性，使MT5500B马达牵引电机定子铁芯和绕组之间的空隙被绝缘漆填充，可以极大的改善整体的散热性能，达到降低定子的温度的目的。
4.2 马达牵引电机定子绕组浸漆工作
使用叉车将改进好的的马达牵引电机定子放入烘干箱内，调节烘干箱温度120℃，控制加热时间为6小时，目的是为了将马达牵引电机定子内部潮气加热散发出去，加热过程中观察烘干箱温度板面，防止温度过高。加热完成后将马达牵引电机定子再次使用叉车取出，将马达牵引电机定子放置在检修场地，待自然冷却至马达牵引电机定子表面温度达到50--60℃后准备浸漆，浸漆前先用空压机风管将马达牵引电机定子表面吹干净，做到马达牵引电机定子表面无灰尘、杂质，将马达牵引电机定子两端固定上定子专用吊环，并讲调运钢丝绳固定在吊环上，调运前对吊具进行检查，防止调运过程中发生定子脱落。
打开浸漆罐前，先将浸漆罐通风系统打开，进行浸漆罐周围空气通风，然后再将浸漆罐电源开关打开，操控操作面板将浸漆罐压盖打开，用桥式天车将定子吊入浸漆罐内，关闭浸漆罐压盖，进行浸漆罐输漆，输漆后保持真空状态20min，再对浸漆罐进行加压，将罐内压力保持在0.4-0.5MPa，加压持续时间为2小时，保证绝缘漆进入绕组内。
浸漆工作完成后，打开浸漆罐压盖，使用天车将马达牵引电机定子吊出，在浸漆罐上方控漆10min，控漆过程中要注意通风，保持周围空气通畅，避免发生人员绝缘漆中毒。将马达牵引电机定子朝下立起放入烘干箱内，温度为120℃，加热时长6小时。加热完成后进行二次浸漆，重复以上浸漆步骤，二次浸漆时间为1小时，浸漆完成后继续放入120℃烘干箱内加热，二次加热时间为8小时。
马达牵引电机定子加热完成后，将定子取出，表面漆疙瘩用剃刀处理掉，做到边缘整齐，无突起和损伤，做到机械表面无多余已干掉的绝缘漆。最后用丝锥将定子与机座连接的螺丝口进行套扣处理，做到螺丝拧入无卡顿。
4.3 马达牵引电机定子绕组二次试验
使用耐压设备对改进后的马达牵引电机定子绕组绝缘进行试验，使用1000V电压持续匝间耐压1分钟，无放电现象，对地工频耐压无异常，使用2500兆欧欧姆表对定子绕组进行对地绝缘测量，测量值不低于最低值500兆欧。
5 原工艺与新工艺的对比
新工艺在原工艺上增加了对定子绕组的加固改进，提高定子绕组的机械强度，在马达牵引电机定子的使用寿命上得到了增加;新工艺减少了因为马达牵引电机抖动而发生的绕组抖动磨损的现象，减少了定子绕组更换次数，为公司露天矿节约了大量的成本;新工艺减少了马达牵引电机绕组的维修次数，为检修工人减少了定子绕组维修的工作量。
6 结语
为了解决MT5500B马达牵引电机抖动而带来的绕组磨损问题，探讨研究新的绕组检修改进工艺，此项新的改进办法，增加了马达牵引电机定子的使用寿命，降低了维修成本，提高了露天矿MT5500B交流马达牵引电机卡车的使用率，进而为哈尔乌素露天矿创造出了巨大的经济效益。
参考文献
[1]任艳君.电机与拖动[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2]孙克军.电动机维修[M].北京：化学工业出版社，2010.
[3]潘金生.材料科学基础[M].北京：清华大学出版社，2011.
收稿日期：2020-02-22
作者简介：贾玉杰（1981—），男，河北泊头人，本科，工程师，研究方向：机电设备维修。
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