发电机滑环抛光技术的研究

苏武

【摘 要】当火力发电厂发电机滑环表面磨损后，要将表面加工平整，传统作法是将发电机转子抽出来，送到机床上进行加工，费时费力；较为先进节能的办法是将发电机滑环在线车削后进行手工抛光。由于发电机自身转速慢，一般为5r/min左右，短时间手工抛光效果较差，不间断抛光时间约为16小时才能基本满足质量要求，大量消耗人力。本文围绕发电机滑环抛光技术运用、提高修磨精度及效率等方面展开阐述。

【关键词】发电机滑环；光洁度；表面加工

中图分类号： TM31 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）08-0157-001

【Abstract】when the surface of the generator slip ring of the thermal power plant is worn out， the surface should be machined and smoothed. The traditional method is to remove the generator rotor and send it to the machine tool for processing. The more advanced energy saving method is the manual polishing of the generator slip ring. Due to the slow speed of the generator itself， it is generally about 5r/min. The manual polishing effect is poor in short time， and the continuous polishing time is about 16 hours to basically meet the quality requirements and consume a lot of manpower. This paper elaborates on the application of the polishing technology of the generator slip ring and the improvement of grinding precision and efficiency.

【Key words】Generator slip ring；Finish；Surface finish

0 引言

由于机组投运初期，对发电机滑环表面杂质特别是氧化层的处理不彻底、滑环光洁度不高，使滑环与碳刷接触不好，滑环温度升高，降低了滑环合金的强度，磨损程度增加，久而久之，滑环表面就出现了不同程度的粒状锈斑，严重影响安全生产及设备正常运行。

本文通过对发电机滑环抛光技术的研究，不但解决了传统加工效率低、光洁度差等问题，而且此新技术可现场修复，免去了避免设备厂外维修运输安全的困扰，降低修复费用。

1 发电机滑环磨损原因

发电机主要由定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等部件构成。定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成；转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极绕组）、滑环、风扇及转轴等部件组成。通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

发电机滑环就是我们传统的集电环，用于电机的换向器上作为导出导入电流的滑动接触体，它的导电、导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的电机都使用碳刷，它是电机的重要组成部件。因此集电环在电机中起着输入/输出电流和换向的作用，集电环的耐磨程度直接影响着电机的使用寿命。

发电机滑环磨损造成原因分为纯机械磨损及在电流作用下的电气磨损和机械磨损两种。纯机械磨损是由于碳刷和滑环表面相接触，在弹簧压力及材料形变共同作用下，使直接接触部分互相摩擦嵌入；而在电流作用下的电气磨损和机械磨损是指由于电弧高温和放电等因素作用，使极面材料收到损伤，并同时伴随机械磨损。

2 发电机滑环抛光技术

由于发电机是半球型瓦，因而在盘车转速下完全可以保证加工精度要求（切忌在200～500转/分下进行修复滑环表面，因为加工时间较长，在低速下汽轮机叶片将汽蚀严重）。现场测量所用方法的支架尺寸并进行加工，然后安装车床刀架。修复时注意手动车刀高度应保持与滑环中心重合，选用硬度合金车刀，切削时从励侧滑环开始，经过多次反复修复可保证滑环表面粗糙度能达1.6～0.8μm。

用磁力表测发电机负极励磁滑环的偏心度，将电动砂轮机取代刀架安装到支架上，检查转子滑环径向跳动量后启动发电机盘车。电动砂轮机安装上粗砂轮片，贴上自粘粗砂纸，并使其与发电机转子相向运动。砂轮机进退及砂轮片的远近由人为操控，根据砂纸与滑环的接触情况（以砂轮平稳转动，不产生跳跃）调整好抛光量，由发电机端向汽机端方向开始，缓慢沿轴向成一条直线进行研磨发电机励磁滑环（每次研磨量在50μm左右）；再重新调整进刀量，由末端沿轴向成一条直线返回，这样经过反复来回的粗磨，使滑环负极的整圈凹槽磨平。更换细砂纸后，用同样的方法进行研磨，经过反复若干个循环再转到抛光程序。

用#1细砂纸进行表面抛光，光洁度可修复至1-3.2um间，若想提高可再用金相砂纸继续上面工序。

由于抛光过程中出现大量的金属粉末，容易进入轴瓦磨伤轴颈；此外，金屬粉末夹杂在空气中容易让操作者吸入体内，对人体造成较大损害。故此，抛光装置还设计配备有吸尘部分，真空度控制在50Kpa左右，通过负压将抛光过程产生的金属粉末进行收集，避免造成环境、设备、人体的损害。

通过以上滑环抛光技术工艺的实施，能有效的消除滑环表面的烧蚀、氧化皮及磨损，改善表面粗糙度、椭圆度及滑环工作面偏心摆动情况。

发电机滑环车削

修复效果图

3 经济效益及社会效益

近年来电力行业的蓬勃发展给运行设备的性能、运行工况等的提高带来了挑战。在电厂检修维护中，1台60WM机组因发电机滑环表面损伤等原因被迫停机检修或延长检修工期的费用约10万元/天，减少供电额200万元/天以上，特别是大型轴类厂外修复项目除了需较长运输时间、较大检修费用外，还需承担设备运输途中安全风险。

此外，发电机滑环的现场抛光修复可以减少维护检修次数和成本，稳定发电机运行工况，碳刷消耗也会大幅度降低，有利于实现节约能源的大目标，有效保证电力设备的稳定运行，属于再制造领域。节能降耗是国家实施可持续发展战略的一个重要课题，也是电力行业永恒的主题，体现在企业的价值取向和管理体系中。

【参考文献】

[1]陈碧辉，曾旭.发电机组滑环温度的红外在线监测[J].云南水力发电，2006年05期.

[2]白淑华，佟树平.发电机滑环打火处理[J].内蒙古电力技术，2006年S4期.