鼠籠斷條的基本特征

1、鼠籠型電機斷條多發(fā)生在具有頻繁，重載啟動的鼠籠型電機單、雙鼠籠型電機。雙鼠籠電機外籠條斷條最多，約占斷條電機的95%以上，內(nèi)籠和端環(huán)斷裂的不到5%。

2、圓形籠條斷條的幾率大大高于矩形籠條斷條的幾率，約占斷條總數(shù)的80%。

3、外籠條斷裂時有明顯的位移現(xiàn)象。這說明籠條在槽內(nèi)松動。斷條上有明顯被槽壁突出的硅鋼片磨損的溝槽，在伸出鐵芯端籠條有明顯的向上變形現(xiàn)象，短路環(huán)也有扭曲變形現(xiàn)象。

4、籠條斷口多發(fā)生在與端環(huán)的焊口里側(cè)部位，槽內(nèi)斷條的很少，籠條開焊多發(fā)生在籠條與端環(huán)的焊接部位。開焊后籠條在離心力作用下向外側(cè)甩出刮傷定子造成定子線圈短路?；\條槽內(nèi)斷口處有明顯電弧燒傷痕跡，斷口兩斷面吻合嚴(yán)密，呈脆性疲勞斷列性質(zhì)。

5、斷條槽的鐵芯多有局部過熱變色燒損現(xiàn)象，開焊處的端環(huán)孔周圍也有過熱變色及電弧燒傷痕跡。

轉(zhuǎn)子斷條原因分析

電動機轉(zhuǎn)子頻繁發(fā)生斷條，均是轉(zhuǎn)子受各種應(yīng)力作用的結(jié)果，而且應(yīng)力超過了籠條所能承受的極限，或是交變應(yīng)力的長期作用使籠條產(chǎn)生疲勞。主要有以下幾方面的原因：

1制造工藝產(chǎn)生的應(yīng)力和啟動時交變應(yīng)力

由于焊接質(zhì)量不一致，引起籠條熱膨脹有差異，造成籠條之間產(chǎn)生的較大溫差。籠條上下的不均勻溫升會使籠條產(chǎn)生向轉(zhuǎn)子中心彎曲的應(yīng)力，端環(huán)中強大的啟動電流使之發(fā)熱產(chǎn)生徑向位移，造成籠條產(chǎn)生背離轉(zhuǎn)子中心的彎曲應(yīng)力?；\條鐵芯沖孔工藝會使籠條嵌裝的松緊程度不一致。當(dāng)電流的相位不同，傳遞給端環(huán)的振動力會使端環(huán)產(chǎn)生扭曲，受力最大的部位仍是籠條的焊接處，而此處恰恰是鼠籠結(jié)構(gòu)最薄弱點。由于熱傳導(dǎo)性能差異會使各籠條間產(chǎn)生不均勻的溫升，因而各籠條之間將產(chǎn)生不同的軸向位移而使籠條產(chǎn)生軸向的拉應(yīng)力。且使籠條產(chǎn)生電磁振動應(yīng)力，特別是在電動機剛啟動的瞬間，振動幅值達到最大值，是正常運行時50～60倍；頻率為100Hz，隨著轉(zhuǎn)速的升高和啟動電流的增加而增大。由于各應(yīng)力作用點大都集中于籠條與端環(huán)的焊口附近，且每啟動一次便交變一次，這樣各應(yīng)力的破壞作用隨啟動的次數(shù)的增加和溫升積累而增大。

2負(fù)載變化使鼠籠條產(chǎn)生切向交變應(yīng)力

由于籠條在槽內(nèi)有一定的間隙，轉(zhuǎn)子鐵芯和與它保持一定距離的端環(huán)共同構(gòu)成一個扭振系統(tǒng)，運行中由于負(fù)載發(fā)生變化，電動機轉(zhuǎn)動力矩也就是變化的。這樣使籠條與端環(huán)的連接部位受到很大的切向彎曲應(yīng)力，尤其當(dāng)原動機的轉(zhuǎn)動力矩擺動在共振區(qū)附近時，其應(yīng)力會更大。

3設(shè)計錯誤使籠條伸出鐵心過長

部分國內(nèi)電機制造廠設(shè)計錯誤，大部分電機籠條伸出鐵心過長，達40～70mm以上，在各種應(yīng)力尤其是扭振力矩的作用下，會使整個外籠條在鐵心伸出端部產(chǎn)生扭曲變形，并引起籠條斷裂。這可能是受國內(nèi)工藝限制，在沖轉(zhuǎn)子鐵心夕鋼片時圓形和矩形沖模比較好加工，而梯形和異型沖模較難生產(chǎn)，工藝復(fù)雜。這種設(shè)計在國內(nèi)電機上非常普遍，設(shè)計者設(shè)計端環(huán)基本上采用圓形和矩形結(jié)構(gòu)。圓形和矩形籠條與端環(huán)之間是平面連接。然后在籠條與端環(huán)內(nèi)側(cè)焊接。同時在端環(huán)尺寸設(shè)計上也偏小，強度差，啟動時由于端環(huán)電流密度大造成溫度過高使端環(huán)本來就不高的機械強度下降得更多而發(fā)生變形，進而發(fā)生斷條故障，可見啟動頻繁并不是籠條斷裂的主要必然性原因，關(guān)鍵還是籠條的設(shè)計上是否采用先進技術(shù)和先進的沖片及焊接工藝方法。

4制造和焊接工藝差

部分國產(chǎn)鼠籠電機的籠條與端環(huán)之間的焊接質(zhì)量是不夠理想的，焊縫夾渣，高低不平，焊接時控制溫度不符合標(biāo)準(zhǔn)，使焊口附近的材料因過熱而變形，并產(chǎn)生熱應(yīng)力，機械強度低。

5誤操作連續(xù)二次以上啟動

鼠籠型異步電機在冷態(tài)下啟動一次，籠條和端環(huán)的溫度達到200～300℃，若第一次啟動不成功，應(yīng)相隔2h后才能進行第二次啟動。若運行操作人員不注意在短時間內(nèi)連續(xù)第二次甚至第三次啟動，籠條和端環(huán)的溫度就會上升到不能允許的溫度，機械強度也會降低得更嚴(yán)重，而啟動過程中鼠籠條和端環(huán)所承受的各種應(yīng)力累加已達到最大值，在這種情況下不要說有缺陷的轉(zhuǎn)子，就是質(zhì)量好的轉(zhuǎn)子也會損壞，尤其當(dāng)轉(zhuǎn)子處于堵轉(zhuǎn)情況下其轉(zhuǎn)子籠條和端環(huán)連接處溫度可達700℃以上，造成焊接處開焊和斷條。

6斷條后檢查不及時和檢修質(zhì)量差

鼠籠型電機斷條后很難查出，斷條很少時對電機的正常運行影響很小，沒有明顯特征而難以發(fā)現(xiàn)，只有很有經(jīng)驗的人員才能從電機輕微斷條異常聲音判別出來，但是一旦發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)冒火、振動、噪聲增大、轉(zhuǎn)速下降等異常時，斷條已經(jīng)嚴(yán)重?；\條斷條后，斷條中仍有電流經(jīng)兩側(cè)鐵心注入相鄰的籠條中，這既增加了相鄰籠條的負(fù)擔(dān)，加速相鄰籠條的斷裂，又會燒壞轉(zhuǎn)子鐵心，斷條在離心力作用下甩出槽口刮傷定子造成定子接地短路，許多電機就是這樣燒壞的。修理電機斷條故障時，對修理工藝質(zhì)量不重視，尤其是焊接工藝，仍然采用氧焊，焊接溫度高，使焊口附近的材質(zhì)因高溫而脆化，機械強度下降，同時焊接既不預(yù)熱，焊接完畢后又不保溫，熱應(yīng)力無法消除而使籠條與端環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力變形和集中于焊接處，另外重復(fù)修理電機將使轉(zhuǎn)子槽也增大，而新?lián)Q原籠條又是原來尺寸，故檢修后籠條在槽中的氣隙增大而松動，致使電場仍然帶著缺陷又投入運行，修后的電機質(zhì)量不如原電機。

防止鼠籠型電機籠條斷條和開焊的措施

1、對籠條伸出較長的電機在兩端伸長部位補焊一短銅條，一端焊在端環(huán)上，一端頂在鐵心，將短銅條與原籠條平面焊接在一起，這樣防止籠條在運行中竄動，同時一旦籠條與端環(huán)連接處開焊，也會由于短銅棒與原籠條焊接在一起而不會由于離心力甩出刮傷定子線棒造成相對地短路燒毀定子的事故。

2、改造端環(huán)與籠條連接方式。

在端環(huán)平面上開一矩形孔將籠條加長伸進端環(huán)外側(cè)，采用兩端都焊接的工藝。這樣可以延長轉(zhuǎn)子使用時間。對籠條伸出過長的電機轉(zhuǎn)子在籠條外側(cè)和端環(huán)內(nèi)側(cè)加焊一根30mm×4mm紫銅板三面焊接，形成一條加強帶，既增加了端環(huán)的幾何尺寸，又縮短了距鐵心的距離。

3、對在籠條伸長部位用無緯環(huán)氧玻璃繩綁扎技術(shù)的評價。在前幾年我廠鼠籠電機開始發(fā)生斷條時，就采用了在籠條伸長部位用無緯環(huán)氧玻璃繩交叉綁實，然后涂刷環(huán)氧樹脂固定的技術(shù)，運行一段時間后又發(fā)生斷條現(xiàn)象，解體檢查發(fā)現(xiàn)無緯環(huán)氧玻璃繩與籠條的結(jié)合面被高溫烤焦松動，斷條后無緯玻璃繩仍舊擋不住因離心力甩出的斷條從而刮傷定子線棒，主要原因還是籠條在啟動時溫度高于200～300℃，而環(huán)氧無緯玻璃繩最怕高溫，熱積累逐步將無緯環(huán)氧玻璃與籠條的結(jié)合部焦碳化并進而松動失去堅固力。所以除非采用耐高溫的固化劑，否則只能將斷條的時間間隔稍為延長一點，而不能杜絕斷條和斷條后籠條因離心力甩出刮傷定子線棒的事故現(xiàn)象發(fā)生。

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