大型水輪發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗時有時會出現(xiàn)呼吸振型的喘振和巨大噪聲,劉家峽3號機(jī)在改造時發(fā)現(xiàn)存在類似風(fēng)險。為此,本文以劉家峽3號機(jī)為例,采用有限元方法和解析法相結(jié)合的方式從振動原因、機(jī)理進(jìn)行分析,提出有效的解決對策,避免磁化試驗時因強(qiáng)烈振動而損壞定子結(jié)構(gòu)件,并正確評價鐵心的裝配質(zhì)量。劉家峽3號機(jī)磁化試驗以及EL-CID檢測結(jié)果表明了本文的分析方法正確、對策有效,避免了振動,正確地評價了鐵心裝配質(zhì)量;機(jī)組投運后一切正常也表明即使磁化試驗中發(fā)生振動,但對電機(jī)正常運行沒有影響。這些研究及結(jié)論將對水輪發(fā)電機(jī)磁化試驗和運行具有重要意義。 

【文章來源】：大電機(jī)技術(shù). 2020,(05)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

電纜纏繞實例

、電流為10589.9A、轉(zhuǎn)速為125r/min），針對磁化試驗振動這一共性問題，采用有限元法和解析法相結(jié)合的方法進(jìn)行深入的理論研究，探索其產(chǎn)生的原因和機(jī)理，并提出應(yīng)對措施和解決方法，為水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計、制造、磁化試驗和運行提供參考。1磁化試驗簡介磁化試驗的基本方法[1]：在定子鐵心上纏繞勵磁電纜且使其分布基本均勻，并纏繞測磁線圈，纏繞實例如圖1所示。在勵磁電纜中通入50Hz交流電，使其在定子鐵心中產(chǎn)生1.0T的磁場，其試驗接線原理圖如圖2所示。圖1電纜纏繞實例圖2磁化試驗接線原理圖磁化試驗時，按一定的時間間隔測量頻率、勵磁線圈端電壓和電流、功率、定子鐵心溫度和環(huán)境溫度以及測磁線圈端電壓。根據(jù)測量結(jié)果計算實際磁密、功率損耗、單位鐵耗、最高鐵心溫升和最大鐵心溫差等，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較來評價定子鐵心裝配質(zhì)量。2計算分析采用有限元方法分析磁化試驗和正常運行時的磁場分布，以及鐵心與機(jī)座構(gòu)成一個整體時的固有振動頻率及振幅。采用物理概念清晰的解析方法計算電磁力和分析影響振動的因素。2.1電磁場仿真分析（1）磁化試驗時磁場分析采用二維時諧電磁場有限元方法分析磁化試驗時磁場分布情況，其數(shù)學(xué)模型如式（1）所示：AJAAAAsjyyxx（1）式中，A為矢量磁位；Js為源電流密度；jA為渦流密度；為磁導(dǎo)率；為電導(dǎo)率。定子鐵心外圓為一類齊次邊界條件。經(jīng)有限元方法仿真計算獲得了磁化試驗時勵磁電纜通入50Hz交流電的定子鐵心磁場分布情況，如圖3所示。（a）整圓磁場分布（b）局部放大圖圖3磁化試驗時定子鐵心?

》掄娣治?（1）磁化試驗時磁場分析采用二維時諧電磁場有限元方法分析磁化試驗時磁場分布情況，其數(shù)學(xué)模型如式（1）所示：AJAAAAsjyyxx（1）式中，A為矢量磁位；Js為源電流密度；jA為渦流密度；為磁導(dǎo)率；為電導(dǎo)率。定子鐵心外圓為一類齊次邊界條件。經(jīng)有限元方法仿真計算獲得了磁化試驗時勵磁電纜通入50Hz交流電的定子鐵心磁場分布情況，如圖3所示。（a）整圓磁場分布（b）局部放大圖圖3磁化試驗時定子鐵心磁場分布從圖3可見，磁化試驗時，其磁場沿軛部成環(huán)形分布，與變壓器鐵心的磁場分布和變化類似。（2）負(fù)載工況磁場分析采用二維時變電磁場有限元方法仿真電機(jī)負(fù)載運行工況，求解場域幾何模型如圖4所示，數(shù)學(xué)模型如式（2）所示：bdaccdab,0AAAAJAAAAstyyxx（2）式中，A為矢量磁位；Js為源電流密度；tA為渦流密度；為磁導(dǎo)率；為電導(dǎo)率。根據(jù)有限元方法仿真計算獲得了額定負(fù)載穩(wěn)態(tài)運行（即正常運行）工況時的磁場分布情況，如圖5所示。M2M10.9973590.7978870.5984150.3989430.1994720

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]變壓器電磁力諧響應(yīng)分析和噪聲研究[D]. 劉源.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[2]大型電力變壓器鐵心的振動特性分析及實驗研究[D]. 王婧頔.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3491372