11二月2023發電機定子工藝介紹——工藝部11二月2023發電機定子工藝介紹概述發電機定子指的是發電機的靜止部分，主要包括了定子機座、定子鐵心、定子繞組、端蓋、軸承、冷卻器等。若是氫冷發電機則另設有動、靜密封裝置等。按照上發廠工藝條線劃分，定子對應的工藝主要分成定子金加工工藝（機加工）、定子鐵心壓裝工藝（手加工）、定子嵌線工藝（手加工），主要重點介紹定子定子鐵心壓裝工藝。11二月202311二月2023一、定子金加工工藝部分定子金加工工藝包含定子機座加工、出線盒加工、冷卻器罩加工、端蓋軸承加工、定子相關零部件如壓圈、齒壓板等加工。11二月2023一、定子金加工工藝部分定子金加工工藝包含定子機座加工、出線盒加工、冷卻器罩加工、端蓋軸承加工、定子相關零部件如壓圈、齒壓板等加工。11二月20231、機座加工（1）目的：將焊接好以后的機座按照設計圖紙要求進行加工，獲得所需的尺寸和精度。（2）加工部位：機座端面、止口、內圓、冷卻器罩配合面、底腳面、法蘭表面、連接孔等表面和孔（螺孔、通孔）；（3）加工機床：主要包括機座加工中心、鏜床、銑床等。11二月202311二月2023機座加工實例11二月202311二月202311二月202311二月202311二月202311二月20232、端蓋加工（1）目的：將焊接好的端蓋按照設計圖紙要求進行加工，獲得所需的尺寸和精度。（2）加工部位：端蓋和機座配合面、上下端蓋配合面、連接孔等表面和孔（螺孔、通孔）；（3）加工機床：立車、鏜銑床、鉆床等。11二月2023端蓋加工實例11二月202311二月202311二月202311二月202311二月2023二、定子鐵心壓裝工藝部分概述：

定子鐵心是發電機定子機座中一個重要的組成部分，安裝于定子機座內壁，本身又作為定子繞組的固定構架。作用是使發電機總磁通獲得低磁阻的磁路，建立起發電機電壓。11二月2023在鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為了減少渦流損耗，要把鐵心分成許多薄片，而且各片之間彼此絕緣，以防止各疊片之間流過電流。每一硅鋼薄片厚度的選擇與渦流的透入深度有關。大型汽輪發電機通常使用的沖片厚度是0.35mm或0.5mm。11二月202311二月2023定子鐵心根據通風形式可分為徑向通風和軸向通風結構，疊裝后兩端用壓圈、齒壓板、穿心螺桿和定位螺桿進行軸向收緊。定子鐵心軸向通風和徑向通風結構示意圖如下：11二月2023圖1-1百萬等級軸向通風結構圖1-260萬等級徑向通風結構11二月20232.疊裝方式：鐵心疊裝的方式有兩種：

內壓裝方式

外壓裝方式11二月2023內壓裝：

在機座內疊裝的方法為內壓裝法。11二月2023內壓裝：

在機座內疊裝的方法為內壓裝法。11二月202311二月2023外壓裝：獨立于機座，鐵心單獨疊裝的方法為外壓裝法。我廠現有的外壓裝方式有三種：11二月20232.1環籠式外壓裝：

生產產品有空冷系列、燃機390MW。圖2-2定子鐵心籠子式外壓裝圖2-3籠子式外壓裝結構圖11二月202311二月20232.2自由式外壓裝：

生產產品有火電百萬級。圖2-4百萬級鐵心自由式外壓裝及導向結構11二月20232.3散片donuts外壓裝：生產產品有HMP-S4R3圖2-5HMP鐵心donuts外壓裝11二月202311二月2023內、外壓裝工藝的選用是由產品設計結構決定的，鐵心壓裝工藝整體上基本相同，主要區別在于，工藝裝備的布置以及沖片定位方式不同。從生產角度出發，外壓裝的優勢在于實現與機座加工并行作業，規避相互制約的風險，提高生產效率。11二月20233.鐵心疊裝工藝過程及操作：下面簡要介紹鐵心壓裝操作工序，主要以600MWⅡ型為例，并穿插其它產品進行對比。具體以工藝過程卡為準。11二月20233.鐵心疊裝工藝過程及操作：11二月202311二月20233.1機座裝筋機座加工后在內壁上安裝支持筋，支持筋就是鐵心沖片疊裝定位的基礎。11二月20233.1機座裝筋11二月2023支持筋結構有2種：圓形結構：常規60萬產品，直接安裝于夾緊環內壁，夾緊環與機座之間采用立式彈簧板避振。鳩尾結構：60萬三段式、Ⅱ型產品，通過臥式彈簧板固定于機座內壁。11二月2023圖3-1常規600MW、700MW圓形支持筋及彈簧板結構11二月2023圖3-260萬三段式、Ⅱ型鳩尾支持筋及彈簧板結構11二月2023支持筋固定方式有2種：焊接固定：常規60萬產品、三段式11二月2023支持筋固定方式有2種：螺栓固定：60萬Ⅱ型600MWⅡ型發電機裝筋主要過程工位布置機座就位11二月2023600MWⅡ型發電機裝筋主要過程支持筋和彈簧板裝配11二月2023600MWⅡ型發電機裝筋主要過程基準筋安裝11二月2023600MWⅡ型發電機裝筋主要過程其余支持筋吊裝校正內徑、等分尺寸11二月2023600MWⅡ型發電機裝筋主要過程11二月2023600MWⅡ型發電機裝筋主要過程擋風板裝配11二月202311二月20233.2磁屏蔽、端部階梯疊裝磁屏蔽設計中，沖片絕緣涂層外加涂6207粘結劑，需烘焙至130℃、保溫48小時進行固化。端部階梯疊裝中需手工涂刷混合樹脂粘結劑，需烘焙至90℃、保溫48小時進行固化。絕緣材料耐熱等級分7級。Y：90℃A：105℃E：120℃B：130℃F：155℃H：180℃C：>200℃11二月2023烘焙溫度和時間代表了粘結劑的固化條件，而不是耐溫極限。兩種粘結劑可同時烘焙固化，遵循的原則是就高不就低。疊裝中需嚴格按圖紙要求疊裝各種規格的沖片和風道，局部片間需加墊絕緣紙。11二月2023疊裝原則：沖片層間按1/2錯位疊裝。

片間絕緣紙如果為1層，可隨上層或下層沖片疊裝，如果有2層，均與上、下層沖1/2錯位疊裝。11二月2023疊裝工藝：為了提高生產效率、解決定子烘房的瓶頸問題、節約能源消耗等，磁屏蔽與端部階梯疊裝均采用散片donuts疊裝并單獨烘焙固化。單獨烘焙是相對于整機而言，車間生產中是將磁屏蔽和端部階梯同爐烘焙，遵循就高不就低的原則設定烘焙參數。11二月2023

磁屏蔽采用散片donuts疊裝11二月2023

端部階梯采用散片donuts疊裝11二月20233.3勵端端部吊裝結合磁屏蔽和端部階梯的散片donuts疊裝結構，勵端端部包括端部階梯、齒壓板、壓圈、磁屏蔽、分塊壓板等零部件都在定子機座壓裝就位前，將機座勵端朝上按順序進行吊裝、固定。11二月2023圖3-5定子鐵心端部裝配結構600MWⅡ型發電機裝筋主要過程勵端端部套裝11二月202311二月20233.4定子機座就位在鐵心壓裝區域安裝底板、墊箱、調節墊鐵等工具，將機座翻身至勵端朝下后就位于壓裝工位，調整機座中心、高度、垂直度等。11二月2023圖3-6定子機座就位工裝實物布置及結構示意11二月20233.5本體沖片疊裝本體沖片的規格都是一致的，疊裝均按1/2錯位疊放。沖片以支持筋為主定位，穿心螺桿定位棒和槽形定位棒可作為輔助定位，或作整形用。每疊裝半檔進行一次整形（一般為20～35mm左右），整形用尼龍榔頭沿周向多次輕敲定位棒，直至穿心螺桿定位棒和槽形塞規能順利通過。11二月202311二月2023在半檔位置需根據預補償方案進行齒、軛部補償。一檔疊裝后擺放風道板，繼續下一檔疊裝。疊裝一定高度后進冷壓或熱壓，除鐵心收緊前的加壓，其余疊裝中的各次加壓均須做壓鉛操作，并根據壓鉛情況進行后續補償調整。11二月202311二月2023鐵心疊裝鐵心冷壓11二月202311二月2023鐵心熱壓11二月202311二月20233.6汽端端部吊裝勵端端部包括端部階梯、齒壓板、壓圈、磁屏蔽、分塊壓板等零部件吊裝方法及順序同勵端。11二月202311二月20233.7穿心螺桿、定位螺桿收緊利用吊裝工具吊裝穿心螺桿，并安裝穿心螺桿和定位螺桿兩端墊圈、螺母等緊固件。11二月2023

一般穿心螺桿單件生產中都有兩端絕緣套，吊裝中需保留下端絕緣套，以保護穿心螺桿螺紋及防止損傷鐵心沖片。絕緣套管圖3-7穿心螺桿及絕緣套11二月2023吊裝上壓具、油壓機等加壓工具加壓，在壓力下隨手扳緊穿心螺桿和定位螺桿螺母，需注意調節兩端伸出長度。圖3-8鐵心最終加壓結構11二月202311二月2023卸壓后用液壓拉伸器收緊穿心螺桿：穿心螺桿的拉伸力為176000N，以75%、100%的拉伸力分步收緊，收緊操作需按對稱、均勻的原則進行，并多次重復操作，確保每根穿心螺桿的緊力都在95%以上。用液壓扳手收緊定位螺桿:定位螺桿的扳緊力矩為1660N.m，收緊操作同穿心螺桿。11二月2023注意定子鐵心收緊順序：先收緊穿心螺桿；再收緊定位螺桿。圖3-9定子鐵心汽端端部結構示意11二月202311二月20233.8定子鐵心檢查、試驗定子鐵心收緊后檢查：測量槽底長度符合工藝要求：6300（+5，0），（圖紙要求為±3，預留了后續收緊余量）。2500V直流兆歐表檢測穿心螺桿對地絕緣，要求大于100M。250V直流兆歐表檢測分塊壓板對地絕緣，要求大于100M。11二月2023

將定子鐵心翻身至水平狀態檢查：槽形塞規檢查槽形，要求能順利通過。彈簧緊量刀抽檢鐵心齒部，要求200N推力下插入量小于3mm。檢查測溫元件：有無短路、斷路、接地現象，250V直流兆歐表檢測絕緣電阻應不小于100MΩ，用萬用表檢測直流電阻應符合元件分度值。鐵耗試驗：1.4T、45min，溫升小于20K、溫差小于10K（國家標準：溫升小于25K、溫差小于15K）。11二月20233.9模擬灌膠加熱及再收緊定子鐵心在嵌線烘焙和電廠運行中會造成預緊量的降低，預緊量損失的主要因素是：沖片表面絕緣涂層溶劑散發和運行中的磨合。為了減少緊量損傷，在嵌線前采用模擬灌膠加熱并再收緊。（電廠運行1年后需安排收緊操作）11二月2023加熱方式及控制：采用感應加熱+熱風循環，加熱至平均130℃、保溫24小時。冷卻至室溫（允差在5K內）后用14個拉伸器分3組收緊穿心螺桿，用2個力矩扳手收緊定位螺桿，收緊操作同前。11二月202311二月202311二月2023

3.10嵌線灌膠加熱后再收緊嵌線灌膠后為了固化槽內適形材料和端部樹脂，需要進行灌膠加熱，加熱參數為：鐵心平均溫度90℃、保溫36小時；端部80℃、保溫48小時。兩者邏輯關系為“與”。11二月2023嵌線灌膠加熱后需對鐵心再次進行收緊，基本操作同模擬灌膠再收緊，但由于錐環安裝后穿心螺桿的拉伸操作空間較小，只能用2個體積較小的高壓拉伸器拉伸操作。11二月20234.鐵心壓裝關鍵點：即鐵心壓裝中的重要環節和關鍵工序。下面結合600MWⅡ型定子鐵心介紹疊裝關鍵點。11二月20234.1支持筋安裝尺寸：等分及中心鐵心沖片疊裝是以支持筋為主要定位，因此支持筋的安裝尺寸至關重要。基準筋安裝：以中心鋼絲為基準，半徑控制為±0.2。以側面鋼絲為基準，直線度控制為全長小于0.30，局部小于0.1/1000。其余支持筋：以中心鋼絲為基準，半徑控制為±0.2。以相鄰支持筋為為基準，等分控制為±0.3。11二月20234.2風道板、分塊壓板、齒壓板單件檢查風道板、分塊壓板、齒壓板零部件的厚度、平面度的差異將直接影響鐵心壓裝質量，形成鐵心波浪度、局部松動等問題，因此零部件單件質量的控制尤為重要，加強控制與檢查力度。11二月20234.3齒、軛部補償形成鐵心齒、軛部松動的原因：主要由鐵心沖片的同板差造成，參照GB/T2521冷軋晶粒取向、無取向磁性鋼帶國家標準，硅鋼片卷料帶存在不同程度的同板差，特點為中間厚兩邊薄，因此沖裁成形的沖片的齒、軛部比中間也略薄。11二月2023圖4-1沖片套裁示意11二月202311二月2023盡管單張沖片上的差異極小（0.5mm厚度規格的沖片一般差異在0.004～0.009左右），但是由10000多層沖片疊裝成形的鐵心，累積空隙將達40～90mm之多，造成疊裝后的鐵心齒、軛部出現不同程度的松動現象。因此在鐵心疊裝過程中需要對這種累積空隙進行補償。11二月2023齒、軛部預補償方法有2種：

a）CrownTest補償法：由四車間在沖片生產中按規定的方法、數量進行抽樣，組成多組測試試樣，沿徑向按照要求的測點分布分別測出厚度數值。再由鐵心壓裝技術人員通過計算累積偏差量，配置齒、軛部預補償方案。11二月2023圖4-2試樣測點分布及空隙預測11二月2023圖4-3累積偏差計算補償墊片配置11二月2023圖4-4補償墊片分配表11二月2023CrownTest補償法的優缺點：優點:預補償方案針對性強，科學合理。缺點：抽樣、測試、計算工作量大，推廣困難；

測試試樣相對偏少(約0.7%)，造成一定的計算誤差。11二月2023

b）經驗補償法：參照同類產品前兩臺（或更多）鐵心壓裝補償的經驗數據制訂齒、軛部預補償方案。優缺點：優點:操作簡單。缺點：盲目性大。11二月2023補償墊片形式：齒部墊片：絕緣材料，形狀同齒部，有平墊片和斜墊片，多種長度規格。圖4-5齒部補償墊片11二月2023軛部墊片：由沖片裁剪而成，均為平墊片，多種長度規格。圖4-6軛部補償墊片11二月2023補償操作：一般在各檔中間補償，用雙面膠粘貼，擺放時不得突出嵌線槽、鳩尾、支持筋槽和外圓。11二月20234.4冷壓控制冷壓目的：是消除沖片本身的不平整度，使沖片片間緊密貼合。加壓壓力：一般為穿心螺桿的拉伸力總和，600MWⅡ型單根穿心螺桿的拉力為176000N，圓周共42根，鐵心的加壓壓力為7392kN。11二月2023加壓油缸設置：加壓油缸有3個指針，壓力指針、上限指針和下限指針，上、下限指針即代表保壓精度，一般為±5%。因此油缸設置：壓力指針為7392KN，上限指針為7762KN，下限指針為7022KN。圖4-7加壓油缸壓力設置11二月2023加壓操作：需進行加壓、松壓、加壓10次循環，并在每次加到壓力后停頓20至30秒。加壓操作完成后保壓，完成后續測量、檢查工作。11二月2023

4.5熱壓控制熱壓目的：通過加熱，促使沖片絕緣涂層中溶劑的散發，加速漆膜蠕變。加壓操作：加壓壓力及操作控制同冷壓，在鐵心加熱保溫中自動保壓維持壓力。11二月2023加熱方式：600MWⅡ型定子鐵心加熱方式為鐵耗感應加熱。一般鐵心加熱的主要方式有兩種：鐵耗感應加熱和熱風機加熱。加熱溫度控制：一般按加壓段鐵心上、中、下，以及內、外圓布置6個測溫元件，平均溫度達到90℃~100℃，并保溫48小時。11二月2023加熱中，通常鐵心的最高溫度在150℃以內不致引起沖片絕緣損傷，但為了控制鐵心各點的溫度更趨均勻，一般工藝控制的上限空間為20℃。然而個別定子鐵心由于結構因素，無法采取更好的保溫措施，只能通過拉高上限來滿足加熱要求，600MW產品就是其中之一，最高溫度控制為140℃。11二月2023加熱后冷卻：鐵心加熱保溫完成后，繼續自動保壓維持壓力，并拆去保溫裝置，將鐵心裸露在空氣中自然冷卻，可采用風扇吹風，加快冷卻速度。要求冷卻至室溫（偏差在5℃以內），再繼續下道工序操作。11二月2023

4.6壓鉛操作及控制（Q0A961F717壓鉛工藝守則）壓鉛操作的目的：上面提到的兩種預補償方法，都存在客觀局限性，因此在每次加壓中需要進行壓鉛操作，通過壓鉛的厚度變化來判斷、調整鐵心齒部和軛部的補償。11二月2023壓鉛布置：鐵心加壓中，在鐵心沖片與加壓壓具間按圓周4等分布置8根Φ3鉛條，每根鉛條基本沿徑向直線擺放，須避開穿心螺桿孔、定位螺桿孔、通風孔以及壓具上的所有孔，避免鉛條在這些孔的位置形成突變影響測量數據。11二月2023測點分布：每根壓鉛的測點共6點，分別在齒部、中間、軛部三個位置測量6點，如下圖所示。圖4-8壓鉛測點分布示意圖11二月2023壓鉛控制：分別將齒部、中間、軛部三個位置的測點數據計算平均值，并以中間為參照進行比較。具體要求如下：a)測點1、2、3的數據應呈遞增趨勢；b)測點4、5、6的數據應呈遞減趨勢；c)齒部比中間薄0.3mm～0.4mm；d)軛部比中間薄0.2mm～0.3mm。11二月2023下圖為壓鉛實例：齒部中間軛部圖中壓鉛反映了2個問題：擺放位置沒有完全避開孔。軛部補償略顯不夠。圖4-9加壓后的壓鉛變形情況11二月20234.7波浪度控制波浪度的概念：即鐵心圓周各點的長度波動。一般在鐵心加壓壓力下，圓周均布8點測量槽底長度為依據。11二月2023波浪度產生的原因：主要是由不同卷料的硅鋼帶自身的厚度差異造成的。沖片生產情況為，沖片從硅鋼帶