发电机定子绕组端部电磁力特性与鼻端扭矩计算

针对大型汽轮发电机端部结构，提出了采用镜像原理、比奥萨格尔定律和叠加原理计算定子绕组端部电磁力密度解析式的方法。以国产600 MW汽轮发电机定子绕组端部为分析对象，分别对一个极距内定子端部绕组在出槽口直线段、渐开线段和鼻端等不同位置处的轴向、径向、切向和合成的电磁力密度进行计算与分析。结果表明,各相绕组内线棒所受的轴向、径向、切向电磁力密度和合成的最大值出现的位置是有规律的，一般位于相带交界处, 相带始端或相带末端，并给出了在出槽口部分、渐开线部分和鼻端部分所受力最大值及其位置。计算了鼻端所受的扭矩，并找出了最大扭矩出现的位置，为定子绕组端部的绑扎固定和在线监测提供了参考。     

基于DASP的汽轮发电机定子EMA试验模态分析

汽轮机发电机定子端部的主要结构包括绕组、内部支撑环及大锥壳等结构,其主要作用是约束、支撑绕组。汽轮机定子绕组端部模态对汽轮机定子的安全运行有较大影响。文中通过EMA试验模态分析,得到了前8阶(即前4阶对称重根)模态参数(振型、频率及阻尼比),为建立该型汽轮机定子绕组端部的动力学模型、新机设计和监测评价及修正完善理论模态计算结果等提供了参照依据。     

大型汽轮发电机定子绕组端部电磁力解析计算

为了研究汽轮发电机运行时定子绕组端部承受的电磁力,根据电磁场的基本理论,推导了汽轮发电机定子端部区域电磁场以及绕组所受电磁力的计算公式,利用镜像法建立了定子绕组端部电磁场的数学模型.通过解析计算,分别得到了定子绕组端部在稳态运行和短路运行条件下所受电磁力的分布情况,并对计算结果进行了详细分析.分析结果显示,该解析计算具有一定的实际应用价值.     

基于Pro/E的汽轮发电机定子绕组精确建模

汽轮发电机端部绕组的固定一直是影响发电机正常运行的核心问题,但由于定子绕组端部结构复杂,二维设计难于达到要求。通过计算机建立三维模型,可以精确地进行计算及仿真。利用Pro/Ewildfire的参数化立体建模功能,依据汽轮发电机定子绕组形成原理,给出了建模方法,精确建立了汽轮发电机定子绕组的三维模型,最后通过计算机仿真,结果比较满意。     

某200MW发电机端部松动故障分析及建议

介绍了一台200MW发电机定子绕组端部松动故障的情况。结合在线测振数据及固有频率及模态试验结果分析了故障产生的原因,提出了处理措施和建议。     

秦山CANDU机组发电机引水管绝缘层裂纹故障处理

发电机在运行过程中,定子线棒因受电磁力的影响,将受到两倍工频的径向交变力的作用。如果定子绕组端部的固有频率在两倍工频附近,将会产生共振,长期运行会对定子线棒端部线圈、连接水管、绝缘层造成严重影响。本文论述了秦山CANDU机组发电机定子端部引水管绝缘层裂纹的现象、原因分析及处理过程,并对当前国外厂家针对发电机绕组端部的固有频率测量原理及方法进行了详细论述,对于解决发电机此类问题具有较高的参考价值。     

发电机定子绕组局放量化分级的新方法

针对发电机定子绕组早期局部放电难以定量分析和无法根据放电程度判断其维修标准的问题,对定子绕组局部放电强度、时间和环境等方面进行了研究,提出了在发电机定子槽锲中安装紫外传感器的方法,构造了一种新型的紫外在线放电监测系统。该方法通过检测局部放电产生的紫外线有效地对定子绕组局部放电进行了实时监控。同时,针对局部放电程度建立了投影寻踪等级模型,并用格雷码加速遗传算法优化投影向量实现了量化分级处理,用小波包分解技术提取了放电特征量,利用实例对该方法进行了测试,并用Matlab软件进行了仿真。研究结果表明了该模型的可行性和有效性,能够实现实时检测定子绕组局部放电并对放电程度进行量化分级处理,有利于电力工作人员在发生放电故障之前解决安全隐患和延长发电机的使用寿命,对局部放电故障检测具有重要的实际应用价值。     

汽机发电机绝缘低分析

未来热电汽轮发电机为上海电气集团股份有限公司制造的QF-100-2型同步发电机。正常运行时,发电机出口电压为10.5k V,主要由定子、转子、端盖及轴承、空气冷却器、座板、刷架、隔音罩等部件组成,发电机定子和转子绝缘等级均为F级。汽机发电机由发变组出口断路器同期。发电机采用空气冷却方式,即定子绕组、定子铁芯及其端部结构件、转子绕组采用空气表面冷却。发电机励磁系统为机端静止可控硅自并励励磁方式。     

大型汽轮发电机定子端部绕组的动力特性研究

在对300MW汽轮发电机的定子端部绕组进行细致模态试验和分析的基础上,提出一种近似计算方法,并以模型进行实验验证,取得满意结果。本研究对大型汽轮发电机组定子端部绕组设计计算有较大的适用价值。     

基于ANSYS的汽轮发电机定子端部绕组模态分析

针对某大型汽轮发电机定子端部绕组,利用PRO／E建立复杂结构的物理模型,将建立好的模型导人到ANSYS中,建立数值分析的有限元模型,分析模态特性,得到定子端部绕组的三瓣模态和椭圆模态,并与试验数据进行了简单比较,对实践有一定的指导意义。     

永磁型电主轴多频率振动的主动控制

为了有效抑制由砂轮质量不平衡及外部干扰引起的永磁型电主轴转子系统砂轮端的多频率成分振动,在无轴承永磁电机径向磁悬浮力产生原理的基础上,提出了一种基于最小方差快捷分块(FBLMS)的自适应滤波的永磁型双绕组电主轴柔性转子系统砂轮端多频率成分振动的主动控制方案。首先研究了双绕组永磁型电主轴结构及工作原理和径向控制力的模型,借助有限元法建立了永磁型电主轴柔性转子系统的动力学模型,分析了控制电流的不同成分对永磁体涡流损耗及电机定子铁损的影响,设计了永磁型电主轴柔性转子系统砂轮端多频率成分振动的主动控制系统,结果表明,提出的永磁型电主轴柔性转子系统砂轮端多频率成分振动控制方案具有明显的控制效果。     

发电机偏心故障的机电多重特征分析

详细分析了发电机发生气隙偏心故障时定子绕组并联支路的环流特征。首先推导了发电机正常运行时定子绕组并联支路间电压差的表达式,然后通过分析气隙静偏心和动偏心时各参数的变化得到了定子绕组并联支路的环流特性,从而得到了偏心故障的机电多重特征。实测的SDF-9型故障模拟发电机数据与理论分析结果基本吻合,揭示了气隙偏心的机械故障与发电机电气特征之间的关系,指出发电机的电流特征也可作为诊断发电机机械故障的依据。     

蝶形双驱动足直线超声电机设计及实验

提出了一种新型双驱动足直线型超声电机.该电机利用联接成一体的两个振子的对称振动,在驱动足端面质点上可获得定/动子之间接触面的切向运动;利用反对称振动,可获得法向运动.同时,激励振子的对称和反对称振动在两个驱动足端面质点上町形成相同方向椭圆运动轨迹,从而驱动压在定子上的动子直线运动.采用有限无法分析了共振频率对结构参数的灵敏度,根据各灵敏度大小适当地调节了结构参数,使定子的两相共振频率基本达到一致.为了获得高速和大推力,前端盖选用硬铝材料,后端盖选用黄铜,压紧螺栓选用镀铬高强度钢材料.实验结果表明:在预压力为70N下,样机的空载速度为0.75 m/s,最大推力为16 N,是定子质量的22倍.     

基于绕组函数的长定子直线同步电机建模研究

针对精确的直线同步电机数学模型建立困难的问题,提出了基于绕组函数法的长定子直线同步电机绕组电感的计算方法,并推导出了直线电机各电感参数计算公式,然后建立了相应的直线同步电机数学模型。此外,利用电感参数在Simulink里搭建了直线同步电机矩阵微分方程,通过仿真结果得到了三相电流、励磁电流和电磁推力波形。最后,基于长定子同步直线电机的结构尺寸建立了一对极有限元模型,定子绕组通入三相交流电,动子绕组通入直流励磁电流,通过设置适当的剖分,将得到的电磁推力和解析法的电磁推力进行了对比。研究结果表明,有限元分析法和解析法得到的电磁推力结果一致,从而论证了基于绕组函数法的直线电机数学模型建模方法,为以后的直线电机数学建模提供了参考。     

动力磁悬浮轴承原理

基于普通的径向磁悬浮轴承 ,研究定子绕组由产生旋转偏磁磁场的绕组和产生旋转控制磁场的绕组叠加的动力磁悬浮轴承的工作原理。在两种绕组的极数相差 2极时 ,动力磁悬浮轴承除产生支承转子的径向轴承力外 ,还产生驱动转子转动的力矩     

发电机绕组故障时振动的关联维数分析及诊断

运用分形理论的相空间重构算法,分析了发电机在正常运行、转子励磁绕组短路和定子绕组故障3种状态时定转子振动信号的关联维数。分析结果表明,3种状态具有不同的关联维数,揭示了绕组短路的电气故障不仅引起发电机电气参数的变化,也将引起发电机振动特征的变化,且不同绕组故障对气隙磁场畸变效果不同,引起发电机定转子不同的动力学特性。最后,以定子振动的关联维数作为特征向量输入到BP网络中,将实测M JF-30-6型故障模拟发电机的定子振动的关联维数作为样本,通过学习样本的学习和对测试样本的测试分析的结果表明,该诊断方法能正确识别发电机的3种状态。     

GENERATOR VIBRATION FAULT DIAGNOSIS METHOD BASED ON ROTOR VIBRATION AND STATOR WINDING PARALLEL BRANCHES CIRCULATING CURRENT CHARACTERISTICS

Rotor vibration characteristics are first analyzed,which are that the rotor vibration of fundamental frequency will increase due to rotor winding inter-turn short circuit fault,air-gap dynamic eccentricity fault,or imbalance fault,and the vibration of the second frequency will increase when the air-gap static eccentricity fault occurs.Next,the characteristics of the stator winding parallel branches circulating current are analyzed,which are that the second harmonics circulating current will increase when the rotor winding inter-turn short circuit fault occurs,and the fundamental circulating current will increase when the air-gap eccentricity fault occurs,neither being strongly affected by the imbalance fault.Considering the differences of the rotor vibration and circulating current characteristics caused by different rotor faults,a method of generator vibration fault diagnosis,based on rotor vibration and circulating current characteristics,is developed.Finally,the rotor vibration and circulating current of a type SDF-9 generator is measured in the laboratory to verify the theoretical analysis presented above.     

大型汽轮发电机定子端部绕组的动态优化设计

将大型汽轮发电机定子端部绕组及支承简化为连续锥壳——板组合结构。在ANSYS平台上设计了几何建模和模态分析的参数化程序,建立了定端结构的参数化动态仿真模型,以支承板的数量及位置、锥壳的半锥角为设计变量,进行了定端结构动特性的灵敏度分析和动态优化设计。通过大量计算分析得出了最佳结构型式为支承板均布且数量为17、锥壳的半锥角为24.6°。这种定端结构型式具有良好的动态特性,且安装制造方便,为300 MW和600 MW大型汽轮发电机定子端部绕组的固定提供了重要的设计手段和依据。     

大型异步电机结构振动特性的研究

精确计算电机的固有频率和响应,对于预测电机的振动和噪声是至关重要的.文中利用三维有限元分析研究大型感应电机定子的振动模态和固有频率,并分析绕组、端盖、连接筋及安装方式对电机定子固有频率和振动模态的影响;研究表明,对于大型异步电机,定子绕组对固有频率和振动模态有显著的影响,安装端盖和机座固定使定子固有频率上升,通过改变机座及端盖结构可改变定子固有频率,避免发生共振,采用弹性连接筋,可有效减小定子振动的传播.实验验证部分计算结果.     

感应电机定子电阻的模糊观测器及其应用

感应电机定子绕组温度的监测是电机安全运行的重要保障,基于电阴估计的温度监测方法为电机的过热代保护提供了一条新的途径,它的关键是准确估计实际的电阻值,本文基于模糊理论,设计了一种模糊电阻直接反映绕组的内部温度,适用于各种运行工误解,因此文中提出的定子温度监测方法可以作为电机过热保护的一种措施。