变频同步电机励磁集电环带电车削方法

摘要

本发明所涉及一种变频同步电机励磁集电环带电车削方法，通过对高精度车床采取绝缘和防护措施，将电机与连接机械设备脱离卸载，并改变电机速度控制程序，降低电机给定速度，利用电机的低速稳定旋转，实现对电机励磁集电环的现场带电车削加工。在不拆卸转子的情况下，仅用12小时就完成了对集电环深度磨痕的车削砂磨，并达到精度要求，从而使电刷的磨损量大幅度减小，电刷的更换和维修量显著降低，既解决了集电环的磨痕缺陷，保证了设备的安全运行；又避免了拆卸电机，抽出和运送转子的复杂工作，缩短了修复时间，减少了费用支出，为连轧增产创造了有力条件。

权利要求

1.一种变频同步电机励磁集电环带电车削方法，对高精度车床采取绝缘和防护措施，将电机与连接机械设备脱离卸载，并改变电机速度控制程序，其特征在于，降低电机给定速度，利用电机的低速稳定旋转，实现车床刀头对电机励磁集电环的带电车削加工；其具体步骤和操作方法为：工具制备：高精度车床一台，绝缘垫板，铁屑勾具，联轴器支架；并用绝缘板制作一挡板，在挡板上开一刀头孔；

车削准备：将刀头用绝缘垫板垫好后夹在车床上，把挡板放入车床与电机之间，并将刀头插入挡板刀头孔内；然后用绝缘表测试刀头对地绝缘正常；

电机剥离：首先将电机与现场机械设备完全脱离开，再用联轴器支架架设并固定好电机侧半联轴器；

程序变动：将电机控制程序中的速度各限幅值加以改动，降低给定速度的最小值，强置转车连锁条件；将变频传动系统的急停控制开关OFF用硬线插接式引出，出现问题随时手动OFF停车；

试车检测：通风送高压油，手动盘车，检查电机转车是否正常及有否刮碰部位；程序改动完成后，手动输入速度数值并低速转车，转车稳定后，根据转速实际值与手动输入数值对比结果，操作输入一调整数值，将转速稳定在60转/min，使车削时集电环的电压低于

200V；

车削处理：上述准备工作完成后，即可进刀对电机集电环进行车削，边车削边用铁屑勾具将铁屑快速勾出；车削遍数根据集电环磨痕深浅程度确定；车削完成后，再用砂纸将集电环砂磨一遍即可。

说明书

变频同步电机励磁集电环带电车削方法

技术领域

[0001] 本发明属于机械设备加工领域，尤其涉及一种用于大型精轧机主传动变频同步电机的励磁集电环进行现场带电车削加工的方法。

背景技术

[0002] 目前，我国连轧厂2150mm带钢生产线一般是由六架精轧机组成的，并分别由六台电机驱动。这种精轧机的主传动电机大多是由国内、国外电机生产企业联合制造的10000KW的同步电机，该同步电机在国内带钢生产企业使用的电机中是最大的。经过一年多的运转使用，电机其他情况正常，但六台电机集电环的里外环都出现了不同程度的深度磨痕及凹凸状烧痕，而集电环的这种状态对于设备的安全运行及维护是十分不利的，甚至存在很大的设备隐患。经联合生产厂家及电修专家诊断，亦无法确定磨痕及烧痕产生的原因，但共同的观点是必须尽快进行车削处理。

[0003] 然而，在车削处理的途径及方式上却出现了问题。由于轧钢生产企业尚无能车削转子的大型车床，因此常规的做法是必须由电机制造厂家进行车削。对于此电机集电环磨痕的处理方式有两种：一种是拆卸下电机，抽出转子，将40吨重的转子运送到生产厂家，车削处理后再运回复装。该处理方式拆卸安装，往返运送加之车削处理，不仅费时、费力，严重耽误生产，而且存在很大的危险性。第二种方法是拆卸下电机，抽出转子，再将集电环从转子上抓下，单独送去车削集电环。而这种处理方式的难度极大。因为电机转子与集电环之间是采取热装的，集电环从转子上很难抓下来，即使抓下来，回装也需要专门的加热炉及专门的安装工艺方能实现，因此该方式亦并无优势，反而危险性更大。

[0004] 而采取现场带电车削，同样存在着几大问题：首先是电机转车时集电环带电，稍一疏忽就会引发集电环接地，产生重大事故；其次是转车时电机的旋转不由车削工人控制，对突发情况不能快速、准确停车，极易造车设备和人员损伤；再次是车削时产生的车削物会随着电机旋转，很容易造成接地放炮。另外，车削时集电环上带有较高的电压，直接威胁人身安全。因此，迄今为止尚无对电机集电环进行现场带电车削的先例及文字记载。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是针对上述缺陷，旨在提供一种在不拆卸电机和转子的情况下，利用电机的旋转和高精度车床，实现对电机励磁集电环现场带电车削的方法。

[0006] 为此，本发明所采取的技术解决方案为：

[0007] 一种变频同步电机励磁集电环带电车削方法，通过对高精度车床采取绝缘和防护措施，将电机与连接机械设备脱离卸载，并改变电机速度控制程序，降低电机给定速度，利用电机的低速稳定旋转，实现车床刀头对电机励磁集电环的带电车削加工。

[0008] 其具体步骤和操作方法为：

[0009] 工具制备：高精度车床一台，绝缘垫板，铁屑勾具，联轴器支架；并用绝缘板制作一挡板，在挡板上开一刀头孔；

[0010] 车削准备：将刀头用绝缘垫板垫好后夹在车床上，把挡板放入车床与电机之间，并将刀头插入挡板刀头孔内；然后用绝缘表测试刀头对地绝缘正常；

[0011] 电机剥离：首先将电机与现场机械设备完全脱离开，再用联轴器支架架设并固定好电机侧半联轴器；

[0012] 程序变动：将电机控制程序中的速度各限幅值加以改动，降低给定速度的最小值，强置转车连锁条件；将变频传动系统的急停控制开关OFF用硬线插接式引出，并派专人守候，出现问题随时手动OFF停车；

[0013] 试车检测：通风送高压油，手动盘车，检查电机转车是否正常及有否刮碰部位；程序改动完成后，手动输入速度数值并低速转车，转车稳定后，根据转速实际值与手动输入数值对比结果，操作输入一调整数值，将转速稳定在60转/min，使车削时集电环的电压低于200V；

[0014] 车削处理：上述准备工作完成后，即可进刀对电机集电环进行车削，边车削边用铁屑勾具将铁屑快速勾出；车削遍数根据集电环磨痕深浅程度确定；车削完成后，再用砂纸将集电环砂磨一遍即可。

[0015] 本发明的有益效果为：

[0016] 本发明在不拆卸电机和转子的情况下，利用电机的旋转和高精度车床，实行各种外部硬件保护及程序中的软件保护措施，仅用12小时，就完成了对电机励磁集电环现场带电的车削砂磨，并完全满足了集电环的精度要求，经生产时间检验，处理后电刷的磨损量大幅度减小，电刷的更换和维修量显著降低，运行效果良好；既解决了集电环的磨痕缺陷，防止缺陷扩大而酿成其他后果的可能，保证了设备的安全运行；又避免了拆卸电机，抽出和运送转子的复杂工作，减少了费用支出，降低了生产成本。同时，由于缩短了修复时间和拆装过程，从而为连轧生产争得了时间，可极大提高带钢产量及设备利用率，具有显著的经济效益。

具体实施方式

[0017] 本发明变频同步电机励磁集电环带电车削方法，其总体思路就是以电机为车削件，利用电机自身的旋转，实现固定的车床刀头对旋转的电机励磁集电环进行现场带电车削加工。为此，根据现场的具体条件，采取相应的硬件保护措施和软件程序更改，以保证构思的实现。即通过对高精度车床采取绝缘和防护措施，将电机与连接机械设备脱离卸载，并改变电机速度控制程序，降低电机给定速度，利用电机的低速稳定旋转，实现车床刀头对电机励磁集电环的带电车削加工。

[0018] 其具体步骤和操作方法为：

[0019] 选取高精度车床一台，铁屑勾具一把及所需的绝缘垫板，预制一个联轴器支架；并用绝缘板制作一挡板，在挡板上开一刀头孔，用于刀头车削集电环的唯一部位。

[0020] 将刀头用绝缘垫板垫好后夹在车床上，再将制作好的挡板放入车床与电机之间，并将刀头插入挡板刀头孔内，使之车削时即便有铁屑飞出，也会被挡板挡住，防止落入电机内。车削前，用绝缘表测试刀头对地绝缘情况，必须确保绝缘正常方可启动车床。

[0021] 完成上述准备工作后，在电机方面首先是将电机与现场机械设备完全脱离卸载，再用联轴器支架架设并固定好电机侧半联轴器，防止机械设备被电机误带动，发生安全事