大型单轴承无刷励磁同步电机的安装方法与流程

本发明涉及压缩机与驱动电机的安装施工方法，特别是涉及一种大型单轴承无刷励磁同步电机的安装方法。

背景技术：

pmb石油化工项目加氢裂化装置安装有多台新氢压缩机，该机型为大型往复式压缩机，由大型单轴承无刷励磁同步电机驱动，大型往复压缩机在石油化工装置应用很广泛，主要是用于压缩气体，提高气体压力的，利于各种化学反应，是石油化工装置的核心设备。

现有的安装施工方法仅针对双轴承结构的电机，这种电机大部分为整体供货，即使大型电机散装到货，也是压缩机和电机各自组装完成后进行对中，安装较为简单。pmb石油化工项目加氢裂化装置所采用的为大型单轴承同步电机，且为散装到货，到货情况为：定子单独包装；转子和励磁机临时安装在电机底座上一起包装，主接线盒及过渡座一起包装，电机安装过程中需要与压缩机安装进行协调，增加了施工难度，施工程序也与双轴承电机安装不同。因此，有必要提供一种新的适用于单轴承无刷励磁同步电机的安装方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种大型单轴承无刷励磁同步电机的安装方法，以适应单轴承结构电机且为散装到货状态的需求。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型单轴承无刷励磁同步电机的安装方法，包括：

步骤一，压缩机安装就位；

步骤二，压缩机安装完成后开始安装电机，先从底座上拆下电机转子和励磁机，将底座通过厂房屋顶预留孔安装就位，在电机转子无轴承端下部安装用于支撑所述转子无轴承端的临时支撑托辊；

步骤三，将电机定子吊放到现场的钢平台上，用吊车将转子吊起，将转子轴穿过定子并初步找正落下；

步骤四，吊起转子和定子，通过厂房屋顶预留孔将定子安放到底座上；

步骤五，电机找正并调整转子和定子的空气间隙，安装励磁机并调整空气间隙；

步骤六，空气间隙调整好后，拧紧各连接螺栓，并使电机转子放置于磁力中心位置，使电机定子和转子的磁力中心线互相对准；

步骤七，压缩机和电机联轴器初步对中，测量压缩机曲轴曲臂距差后，对压缩机二次灌浆，电机底座地脚螺栓孔灌浆，紧固压缩机地脚螺栓；

步骤八，再次测量压缩机曲轴曲臂距差，并对压缩机和电机联轴器精确对中；

步骤九，安装飞轮、盘车器，然后对电机底座二次灌浆，紧固电机底座地脚螺栓；

步骤十，拆除支撑转子的临时支撑托辊，第三次测量压缩机曲轴曲臂距差，对电子转子与定子空气间隙再次检查，合格后紧固定子和底座，完成安装。

进一步地，步骤二中，所述临时支撑托辊包括支座、托辊和托辊轴，支座连接定子底座，两个托辊轴平行地穿设于支座顶部，每个托辊轴上安装可转动的托辊，电机转子无轴承端支撑于两个托辊上部间隙之间。

进一步地，步骤三中，拆掉定子外壳侧板，用吊车将转子吊起，将转子轴穿过定子，期间需要变换一次吊装带位置，让两条吊装带位于定子两边，转子落下时，转子与钢板接触面垫聚四氟乙烯板或橡胶板；重新吊起转子，将转子穿入定子并初步找正落下，转子与定子之间垫聚四氟乙烯板或橡胶板。

进一步地，步骤四中，安装定子外壳下半侧板，用吊车吊起转子和定子，吊装时使用平衡梁，平衡梁上挂两个倒链，吊装带和倒链同时拴在转子和定子上，吊起转子和定子时调整倒链勿使转子挤压定子，同时调整转子水平度符合要求，然后通过厂房屋顶预留孔将转子和定子安放到电机底座上，在电机底座与定子架、轴承座之间加上厚度为2～4mm的调整垫片组，紧固螺栓将定子和电机底座固定。

进一步地，步骤五中，空气间隙的检查方法包括：（1）找出转子的最大半径点b：在定子上任取一点a为测点，将转子磁极顺序编号，并作上可靠的标记，盘车转动转子，沿着径向分别测出a点到转子各磁极间的距离并作好记录，转子上与a点距离最小的一点既为b点；（2）检查电机空气间隙，将定子八等分并取10点，以转子上的b点为测点，盘车检查b点距定子上10点的间隙，并作好记录；最大和最小间隙与平均间隙之差应小于平均间隙的5％。

进一步地，步骤七和步骤八中，压缩机曲轴与电机主轴的同轴度对中以压缩机曲轴为基准，压缩机和电机联轴器对中有包括平行对中和角度对中。

进一步地，步骤七中，初次对中完成后，将压缩机曲轴置于0°、90°、180°、270°四个位置，分别测量其曲拐间距离差<0.03mm，合格后进行压缩机二次灌浆和电机地脚螺栓孔灌浆，压缩机二次灌浆养护后进行压缩机地脚螺栓紧固。

进一步地，步骤九中，精确对中完成后，安装飞轮和盘车器，用螺栓把紧联轴器，使压缩机曲轴与电机转子成为一个刚性整体；再次将压缩机曲轴置于0°、90°、180°、270°四个位置，分别测量其曲拐间距离差<0.03mm，合格后对电机进行二次灌浆，二次灌浆养护时间到了，立即紧固电机底座地脚螺栓。

与现有技术相比，本发明提供的是一种新的大型单轴承无刷励磁同步电机的组装程序，电机无轴承端转子采用临时支撑托辊进行支撑，以保证电机转子在起吊、安装过程中的稳定性。电机转子在与压缩机曲轴对中时，要转动转子，轴对中要求精度很高，径向偏差小于0.02mm,轴向偏差小于0.02/1000，采用临时支撑托辊支撑转子，有助于提高对中精度。

电机定子和转子空气间隙的二次调整；压缩机曲轴曲臂距差二次测量；电机临时支撑托辊拆除后电机定子和转子空气间隙的第二次检查，压缩机曲轴曲臂距差第三次测量。紧固电机地脚螺栓和拆除电机临时支撑托辊，电机底座或转子可能会有微小的位移，压缩机曲轴曲臂距差也可能超出设计要求的偏差，因此需要再次检测，如果超过设计要求的偏差值，必须进行调整，从而保证安装精度。本发明提供的安装方法特别适用于散装到货的单轴承无刷励磁同步电机的安装，能够提高安装效率并保证安装精度。

附图说明

图1是本发明所述方法的安装程序。

图2是本发明压缩机组布置简图。

图3和图4是本发明所述的单轴承无刷励磁同步电机的总装结构示意图。

图5是本发明转子支架的结构示意图。

图6和图7是临时支撑托辊的结构示意图。

图中，1-转子，2-定子测温接线盒，3-主机加热器接线盒4-定子，5-冷却器，6-滑动轴承，7-通风管，8-励磁机接线盒，9-励磁机，10-励磁机加热器接线盒，11-正压保护系统控制单元，12-漏水检测器，13-底架，14-差动保护接线盒，15-主电源接线盒，16-转子支架，17-支座，18-托辊，19-托辊轴，20-电机转子无轴承端，21-垫块，22-螺栓，23-压缩机，24-薄垫片。

具体实施方式

本实施方式针对的大型单轴承同步电机为散装到货，定子单独包装；转子和励磁机临时安装在电机底座上一起包装，主接线盒及过渡座一起包装。电机安装过程中需要与压缩机安装进行协调，增加了施工难度，施工程序也与双轴承电机安装不同。

示例性地，本实施方式中压缩机为美国dresser-rand公司制造，电机采用佳木斯电机股份公司的大型单轴承无刷励磁同步电机，压缩机与主电机之间采用刚性联轴器联接，使电机转子和压缩机曲轴成为刚性一体，压缩机组布置简图如图1所示。电机型号为tzyw7350-20/3250wf1，额定功率7350kw,额定电压10kv，电机由旋转整流器、交流励磁机、主电动机和正压保护系统四部分组成。电机采用单支撑轴瓦构造，在电机尾端采取防轴电流措施和结缘轴瓦；整机是无刷励磁结构，励磁柜给励磁机交流工频三相电压，在电枢上感应三相电压，通过全部波整流，输出直流给转子产生磁场，与定子10千伏电压产生的磁场匹配，自动找正磁极达到同步的要求。电机外形如图3和图4所示。

压缩机和电机安装前先进行基础验收，主要检查基础强度和基础表面质量。基础表面须没有裂纹、气泡、外露钢筋及外部缺陷；在基础各个方面用钢锤敲打，声音应清脆不应暗哑，不发叮当声，再经试凿检查，水泥应无崩塌或散落现象；检查基础中心线的正确性，地脚螺栓孔的布置位置、大小及深度、孔内是否清洁，基础的高度、顶面的水平度及装定子的凹坑尺寸等是否正确；放置垫铁的表面要铲平，基础二次灌浆的表面要铲出麻面。

压缩厂房内的桥式起重机吊装能力一般按照吊装最大检修部件设计，对于大型压缩机组机身和电机定子、转子是吊不动的，因此，需要在压缩厂房封闭前用大型吊车将压缩机机身与电机吊装到基础上再进行安装。

参考图1，本发明提供的大型单轴承无刷励磁同步电机的安装方法，包括以下的步骤。

步骤一，压缩机安装就位。首先安装压缩机，压缩机就位找平找正，并安装所属零部件。

步骤二，压缩机安装完成后开始安装电机，先从底座上拆下电机转子和励磁机，将底座通过厂房屋顶预留孔安装就位，在电机转子无轴承端下部安装用于支撑所述转子无轴承端的临时支撑托辊。

相对具体地，电机的底座、定子、转子等需要利用吊车从压缩机厂房顶部预留孔吊装就位，对电机在整个安装过程中对容易磕碰的部位做适当的安全防护；电机设有用于运输的起吊装置，电机底座上的起吊装置是为吊钩和吊索运输用的，要避免轴、联轴器及轴承部件的冲击和碰撞，以避免损坏轴承。在起吊前要注意电动机的重量，电动机铭牌中标明了电动机的实际重量，将吊索拉紧，避免猛拉或突然移动电动机。

电机现场组装及吊装场地须铺平压实，并铺设钢板平台，以便备安放定子。参考图5，制作转子临时放置的转子支架16，所述转子支架16包括底部支撑架和固定于所述底部支撑架顶部两端的v形支架，将转子支架16安放稳固，转子轴放置于两个v形支架内。将电机定子、转子及其它组件运输到现场，所有木箱或部件下垫枕木；设备开箱验收安装和电仪专业人员同时参加；拆箱后，已经安装或未安装的零部件用三防布盖严，不得被雨水淋湿。

拆开电机转子和底座箱，转子和励磁机是固定在底座上的，拆卸电机轴承上半部分和励磁机，再将转子拆下吊放到转子支架上。

拆卸底座最下面临时钢架弃用，用吊车吊起电机底座，吊装时必须找平电机底座，然后穿上地脚螺栓，通过压缩机厂房屋顶预留孔，将底座吊放在电机基础上。在基础上放上带斜垫铁的垫铁组，每组垫铁不超过四块，垫铁组数目不应太少，放置位置应与每个地脚孔接近和负载集中的地方，尽可能放在电机底板的支撑件的下面；将电机的底座先吊到铁垫上，找正找平电机底座，电动机底座水平度偏差应小于0.1mm/m，相对于机身的中心位置偏差应小于0.5mm；轴承座与底座之间加绝缘垫片，螺栓、定位销等也要有绝缘措施，防止感应电流通过轴承，破坏油膜。

转子无轴承端安装好转子临时支撑托辊，如图6和图7所示，所述临时支撑托辊包括支座17、托辊18和托辊轴19，支座17连接定子底座，两个托辊轴18平行地穿设于支座17顶部，每个托辊轴19上安装可转动的托辊18，电机转子无轴承端20支撑于两个托辊18上部间隙之间。支座17与定子底座之间设置垫块21，制作17、定子底座和垫块通过螺栓22连接。电机转子在与压缩机曲轴对中时，要转动转子，轴对中要求精度很高，径向偏差小于0.02mm,轴向偏差小于0.02/1000。临时支撑托辊要有足够的刚度，且要求托辊能平稳转动，在托辊里装有滚动轴承。

步骤三，将电机定子吊放到现场的钢平台上，用吊车将转子吊起，将转子轴穿过定子并初步找正落下。相对具体地，拆掉定子侧板后，用吊车将转子吊起，将转子轴穿过定子，期间需要变换一次绳索位置，让两条吊装带位于定子两边，转子落下时，转子与钢板接触面需垫聚四氟乙烯板或橡胶板；重新吊起转子，将转子缓慢穿入定子并初步找正落下，转子与定子之间垫聚四氟乙烯板或橡胶板，以免损失电机，最终转子穿入定子。

步骤四，吊起转子和定子，通过厂房屋顶预留孔将定子安放到底座上。安装定子外壳下半侧板，用吊车吊起转子和定子，吊装时使用平衡梁，平衡梁上挂两个倒链，吊装带和倒链同时拴在转子和定子上，吊起转子和定子时调整倒链勿使转子挤压定子，同时调整转子水平度符合要求，然后通过厂房屋顶预留孔将转子和定子安放到电机底座上，在电机底座与定子架、轴承座之间加上厚度为2～4mm的调整垫片组，紧固螺栓将定子和电机底座固定。

步骤五，电机找正并调整转子和定子的空气间隙，安装励磁机并调整空气间隙。

先对电机进行检查、核对，应正确无误；利用顶丝和垫铁初步调整电机水平，电机底座水平度偏差应小于0.10mm／m，相对于机身的中心位置应小于0.50mm，然后检查电机轴承和临时支撑托辊。

盘车检查电机和励磁机空气间隙，空气间隙的检查方法包括：（1）找出转子的最大半径点b：在定子上任取一点a为测点，将转子磁极顺序编号，并作上可靠的标记，盘车转动转子，沿着径向分别测出a点到转子各磁极间的距离并作好记录，转子上与a点距离最小的一点既为b点；（2）检查电机空气间隙，将定子八等分并取10点，以转子上的b点为测点，盘车检查b点距定子上10点的间隙，并作好记录；最大和最小间隙与平均间隙之差应小于平均间隙的5％。

电机定子和转子空气间隙的调整通过增减电机与底座之间的薄垫片24来完成；压缩机曲轴曲臂距差通过增减电机轴承座与电机底座之间的薄垫片24来完成；励磁机空气间隙调整也是通过增减励磁机定子与电机底座之间的薄垫片24来完成。

步骤六，空气间隙调整好后，拧紧各连接螺栓，并使电机转子放置于磁力中心位置，使电机定子和转子的磁力中心线互相对准。相对具体地，是将电机的转子放置于磁中心位置，严格按照铭牌上提供的磁中心数据预安装电机，电机的转子与定子的轴向定位应按电机上标定的位置，以使定子与转子的磁力中心线相互对准。

步骤七，压缩机和电机联轴器初步对中，测量压缩机曲轴曲臂距差后，对压缩机二次灌浆，电机底座地脚螺栓孔灌浆，紧固压缩机地脚螺栓；

压缩机曲轴与电机主轴的同轴度对中以压缩机曲轴为基准，可调节电机下部垫铁或顶丝来实现。在电动机与压缩机之间，其传动轴必须精确对中。不对中能引起振动、轴承超载及轴的过应力。压缩机和电机联轴器对中包括平行对中和角度对中。对于平行对中，是在压缩机联轴器安装一个刚性支架和一个百分表，且百分表测头在电机联轴器的圆柱形表面上。同时转动传动轴两端，读出顶部、底部和两侧位置的读数。读出顶部、底部间的读数差，两侧读数差，以此做为对中的依据，对于刚性联轴器不允许超过0.025mm。对于角度对中，是将压缩机和电机两根轴均放在靠近对方的最大轴向窜动量处，同时转动两根轴，测量联轴器外圆端面上测点的顶部、底部及两侧的读数。因为可能存在轴向窜动，所以要用两块表。读出他们之间变化的差。传动轴在对中时，所有表的变化范围不能超过0.05mm。

压缩机曲轴与电机转子通过联轴器连接在一起，是刚性连接，转子是否受力均匀，运转是否平稳，就要通过检查曲轴曲臂距差是否超过允许偏差。

联轴器对中分初部对中和精确对中两步，初步对中即第一次对中，初步对中完成后，将压缩机曲轴置于0°、90°、180°、270°四个位置，分别测量其曲拐间距离差（每一拐两个曲柄之间盘一圈张口值）<0.03mm，合格后进行压缩机二次灌浆和电机地脚螺栓孔灌浆，压缩机二次灌浆养护时间到了后进行压缩机地脚螺栓紧固。

步骤八，再次测量压缩机曲轴曲臂距差，并对压缩机和电机联轴器精确对中。

步骤九，安装飞轮、盘车器，然后对电机底座二次灌浆，紧固电机底座地脚螺栓；精确对中完成后，安装飞轮和盘车器，用螺栓把紧联轴器，使压缩机曲轴与电机转子成为一个刚性整体；再次将压缩机曲轴置于0°、90°、180°、270°四个位置，分别测量其曲拐间距离差（每一拐两个曲柄之间盘一圈张口值）<0.03mm，合格后对电机进行二次灌浆，二次灌浆养护时间到了，立即紧固电机底座地脚螺栓。

步骤十，拆除支撑转子的临时支撑托辊，第三次测量压缩机曲轴曲臂距差，对电子转子与定子空气间隙再次检查，合格后紧固定子和底座，完成安装。