3MW永磁半直驱电机转子总成安全隐患及防护措施王青青--中国期刊网

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3MW永磁半直驱电机转子总成安全隐患及防护措施王青青

发表时间：2020/7/15 来源：《电力设备》2020年第5期作者：王青青高彪逯佳宁

[导读] 摘要：3MW永磁半直驱风力发电机主要由定子总成、转子总成、轴承单元、后端盖等部件组成。

        （西安中车永电捷力风能有限公司陕西省西安市 710000）
        摘要：3MW永磁半直驱风力发电机主要由定子总成、转子总成、轴承单元、后端盖等部件组成。转子总成作为发电机的核心部件，与铁磁性材料靠近时极易吸附，一旦吸附很难再分开，且具有一定危险性，这对生产操作的安全性和可靠性提出了很大的挑战。本文重点介绍转子总成装配过程中存在的安全隐患及采取的防护措施，解决了装配过程中的难题。
        关键词：半直驱发电机；转子装配；安全隐患；防护措施
        1.概述
        近年来，风力发电机作为一种清洁可再生能源在国内迅速崛起，发展势头迅猛。目前市场上主流的有双馈、永磁直驱、永磁半直驱类型。永磁半直驱风力发电机因其体积小、重量轻、结构紧凑、发电功率大等优点，在市场上的认可度越来越高，市场占比逐年增多。
        作为发电机的核心转动部件，转子支架进行磁极装配后即为发电机的转子部件。本文以3MW永磁半直驱电机转子为研究对象，对其装配过程中的安全隐患一一分析，在不断的实践过程中探索出了一套对应的安全防护措施，并阐述防护效果。
        2.转子总成装配工艺
        2.1 转子总成工艺流程
        转子总成主要由转子支架、方螺杆、磁极盒组成。现场采用卧式推磁极方法。整个工艺过程如下所示：
        场地清理—安装假轴工装—转子支架翻身90°—落位支撑座—磁极推进装置安装—装配磁极组件—力矩紧固—转子表面防腐—转子90°翻身—拆卸假轴工装—安装转子风扇—安装传动法兰—转子动平衡—清洁—交验
        2.2转子总成装配过程
        因磁极盒磁场强大，装配时每次只允许拿一块磁极盒，按照磁极盒标识（Nn-01……Nn-10）将同一极性的10块磁极盒逐一推入磁极装配底座工装内（每推入一块磁极盒使用压紧螺杆将最外侧磁极盒压紧），随后紧固方螺杆将磁极从径向方向固定，再使用液压杆将整极磁极推入转子支架，推入时产生的推力克服磁极盒与转子支架间因相吸而产生的摩擦力，将磁极推入所规定的位置。
        3.转子装配中的安全隐患分析
        分析转子总成装配生产过程，其安全隐患具体有以下几方面：
        （1）一台转子含24极磁极，相邻两组极性相反，N、S极各12极，每组磁极均由同极性的10块磁极盒组成，即每台转子需装配240块磁极盒。每块磁极盒内使用粘接剂固定4块磁钢，而磁钢具有极强吸附力，因此磁极盒在与铁磁性材料靠近时极易吸附，存在很大的危险性。
        （2）员工在进行某一极磁极装配时，随着磁极盒数量的增加，之间的斥力也随之增大。尤其在第9块与前8块、第10块与前9块之间，如上面压紧螺杆未将已装配的磁极盒压紧到位，会造成已推入同极性磁极盒因斥力过大而弹出，最外侧磁极盒发生侧翻，存在操作员工夹手隐患。
        （3）转子总成完成后若不能及时套装则需现场存放，若无可靠的防护措施，员工在进行其他作业时极容易因携带铁磁性配件、工具发生吸附，存在人员磕碰安全隐患。
        4.控制措施
        针对以上所述问题的分析，本文从以下方面对安全隐患问题的发生进行防范和控制。
        4.1操作人员管理：
        因转子总成属于特殊工序，针对作业过程中的安全隐患制定具有针对性的系列培训资料，员工经培训考核合格后方可上岗。同时在日常工作及晨会中加强安全宣贯，提高员工的安全作业意识。
        4.2工作场地的准备
        （1）工作场地清扫干净，对各个角落进行清理，不允许有铁屑、焊渣等铁磁性物质，用非铁磁性护栏围起来并在醒目位置作明确警示标语；
        （2）准备好所用的磁极盒装配导向工装、不锈钢支撑座、不锈钢假轴、木质围梯、橡胶榔头、无磁棘轮扳手等非磁性工具；
        （3）在工作区入口处，设置物品临时存放区，例如：手表、手机、银行卡等禁止携带进入。
        4.3磁极盒的包装及检查
        （1）每块磁极盒使用气泡垫包裹,四周填充泡沫垫防护,再使用纸箱单独包装，外部做好极性标识；
        （2）磁极盒在进行极性、磁通量检测时，每次只允许打开一个包装拿出一块磁体，严禁同时打开两个以上包装，或两手各拿一块磁极盒。
        5、方案改进
        以上控制措施都是在现有转子装配工装的前提下从作业细节方面提出的一些防范措施，但这些并不能100%的完全控制所有安全问题的发生，由于操作人员的粗心和对细节的未完全注意，还会有安全问题的发生。因此，要从根源上解决此类问题，还需要重新设计工装以保证安全生产。
        5.1设计磁极防护挡板
        为防止装配时同极性磁极盒因斥力过大而弹出，最外侧磁极盒发生侧翻。设计磁极防护挡板，在装配磁极盒时，将挡板卡入方螺杆孔内，待液压杆将其外侧磁极盒推进至挡板前，手握手柄提出防护挡板，再继续推进磁极盒到位（见图1）。

        图1
        5.2 设计转子存放防护工装
        将转子外径8等分，制作防护工装：外侧使用10mm铝合金，内侧粘贴EPE塑料泡沫防护垫（150mm厚），并使用胶粘剂粘贴。EPE塑料泡沫具有重量轻、便于安装、不易损坏的特点，可有效防止铁磁性配件、工具等吸附在转子表面（见图2）。

        图2
        6.结束语
        通过对转子总成过程中安全问题得深入探索及分析，找出了作业时应注意的事项，并重新设计磁极挡板防护工装和转子存放防护，希望从根源上解决安全问题的发生，从而有效杜绝安全隐患，保障安全生产。
        参考文献
        [1]王生旭，永磁直驱风力发电机外转子的磁钢半自动装配,中国科技博览, 2016年第08期