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大型汽轮发电机铁心智能叠装系统集成创新的探索与应用

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成果主要完成人

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项目概况

一、立项背景

汽轮发电机是一种交流电机,是同步发电机的一种,其主要由定子和转子两部分组成。定子铁心是组成大型汽轮发电机的一个重要部件,作用是使发电机总磁通获得低磁阻的磁路,同时起到固定定子绕组的作用。为避免定子铁心内部涡流,定子铁心均由厚度为0.5mm的两侧带绝缘涂层的硅钢片叠装而成。以1000MW水氢冷发电机为例,单个定子铁心长度约为6.7m,由约13万张扇形冲片叠装而成,且具有较高的尺寸精度要求。

上海电气电站设备有限公司发电机厂(以下简称:上发厂)定子铁心的主要叠片方式为人工叠片。近几年,随着我厂智能制造技术的提升及订单量的增多,人工叠片工艺的缺点日益突出:

1.操作人员劳动强度大;

2.叠装精度低;

3.制造周期长;

4.过程存在清洁度风险和生锈风险;

5.部分发电机产品型号的定子铁心冲片尺寸接近,存在混用冲片原料的风险。

为响应“中国制造2025”号召,上发厂成立了相关技术团队,对铁心叠装过程进行了重新规划,开发了全新的定子铁心自动叠装工艺技术以及配套的发电机铁心智能叠装系统。

二、项目实施内涵与创新点

本项目开发的定子铁心自动叠装工艺技术以及配套的发电机铁心智能叠装系统,以自动叠装设备、智能仓储/传输系统、冲片异物检测系统等组成,以自动叠装设备为核心,配套以智能的仓储/物流系统,形成了覆盖定子铁心段制造全流程柔性生产线;同时配备了铁心叠装过程中的异物识别检测系统,实现了发电机定子铁心从供料、物流、叠装、检测等过程的全流程自动化智能化,有效提升了上发厂的智能制造水平,大幅降低了定子铁心的生产周期与生产成本。同时,凭借机器人高精度重复定位,不但简化了定子铁心制造工艺,而且大大提升了定子铁心质量。对标国内外大型发电机制造商,如西门子、东方电气、哈尔滨电气等,该套发电机铁心智能叠装系统达到了国际领先水平。

主要创新点如下:

1、全新定子铁心自动叠装工艺模式创新;

2、设备集成开发模式创新;

3、设备开发过程兼顾柔性制造;

4、设备技术创新;

5、设备管理创新。

三、效益对比

项目投产后,实现主要效益如下:

1、操作人员劳动强度下降、最低人员配置数量减少;

2、定子铁心叠装质量显著上升;

3、降低定子铁心生产周期与制造人工工时。