核心提示: 唐山高等专科学校学报某水轮发电机组不平衡电磁力的计算陈责清唐山尚等专科学校基础部,河北唐山063000强溪考机纟旦的不平衡电磁勹及电磁度进行了计算,解决了工程上的实际问。 中,类号。39不平衡电
唐山高等专科学校学报某水轮发电机组不平衡电磁力的计算陈责清唐山尚等专科学校基础部,河北唐山063000强溪考机纟旦的不平衡电磁勹及电磁度进行了计算,解决了工程上的实际问。
中,类号。39不平衡电磁力又称单边电磁力,公发电机组电磁作用的结果。它能大幅度地降低轴系动态固有频率,加剧轴系的振动,影响发电质量。由于转子不可避免地存在偏心,不平衡电磁力与偏心1方以,故不,衡电磁力又加剧了偏心。从而会产生史人的危害。闪此,心必要对+平衡屯磁力逃行全面深入地分析和计算,从而达到控制和减小它的目的。
水轮发电机转户的个品著特点就是其全部磁极裸露地挂在磁轭,这给转子磁势的汁算和其它有关计算带来了定的困难。本文针对湖南省强溪水轮发电机组转子和定子算,求得了并网对称稳态运行工况下的定子磁势转子磁势的数学达式和发电机气隙磁场能量,再将此能量对振动偏心位移求偏导,求得不平衡电磁力及电磁刚度。为了求得气隙磁场能量,必须先求得定子转子的磁势和气隙磁导。下面依次进行求解。
1定子转子的磁势和气隙磁导的计算乜弓迅溪水轮发电机姐的定了绕饥为双层波绕组,4允路1形连接,绕机在定十圆周上,其相角电压相序分布完全对称,定子槽数为720个。1由于相数为3,发电机转子带有88个磁极,故每极每相槽数为24.每极每相槽数为分数而不是整数的绕组称为分数槽绕组。般大容玷低转速的水轮发电机组都采用分数槽绕组其优点是能降低槽绝缘所的中间增加锏铁有效材料的利用率,降低电机的体积重量和制造费用;消弱谐波磁密所感应的谐波电势,使电势波形接近爪弦形。
1.定子单相绕组磁势的计算由于机组定子有720个槽,转子极对数为44,者的最大公约数为4.由文献2何知,整个定子槽可分为4个单元,每个单元占180个槽。以180个槽作为龙周期,得定子单相绕组磁势的傅氏级数展开式为1定子相绕组合成磁势经计算,相绕组合成磁势的最后结果为为定子电流有效值。
13转子磋势谐波分析转88个磁极均匀挂装在磁辄。,在进于转子磁势谐波分析时,1将磁极沿周向展开,转磁势每两个磁极为个周期。在个周期柯应2电角度内,经计算可得转子磁势为71为激磁电流=17为励磁绕组的匝数丁为电角度。
斗气隙磁导达式同时考虑凸极和偏心双重影响时的气隙磁导下式2气隙磁场能量和不平衡电磁力的计算在前面对转子磁势和气隙磁导,都是按静止状态单独计兑的旦由转子实小以旋转着转子磁势基波相位应超前定子磁势基波相位729+电角度,其中,0为功率角,1功率因数角,故应该把前匝的1逃行适当的替换以静止不动的记户作为参考系。
转子磁势农达式3中的下要叫十什7玉如沐代替。令19+经计算可得FjTCicos气隙磁导达式4中的丁要用丁来替代。
气隙磁场能量的计算公式为1上式中,天为转子的平均半径,1为转子的有效长度为极对数。删减掉些次要的高阶小项,经计算可得经过复杂的计算,可得在额定运行状态时,代入有关数据,经过计算可得其中,心6.7=为转子形心在两个相互垂直方向上的振动位移量。
这里,为广义平均气隙长度。因为凸极机的转子和定子之间的气隙长度是凹凸变化的,在利用9进行计算时,必须先求出6的广义平均值。计算过程如下。
己知在转子外圆上每个磁极所的周长度为0.4381.两磁极之间所占的周向长度为0.154,每个磁极和定子之间的最大气隙长度为,03叫最小气隙长度为0.02,取其平均为0.0251.两磁极之间的设汁4隙长度为0.34,但考虑到励磁绕组要有定的空间,故实际的气隙长度可取为设计气隙长度的半0.171.这样。可按1〃式进行计兑不平衡电磁力在尤,7方向上的投影为其中,=6.272.为广义平均气隙。
利用上式,当给定振动偏心量义,7之后,不平衡电磁力也就很容易求解出来了。例如工程上规定振动偏心不许超过,小气隙1说的,即,2为理论十算方他取;=O.OO2rW,v.9O6336lrfN,s相当于附加个吨的偏心质量,要予以充分考虑。
定义电磁刚度为电磁力达式10式中尤或的次项的系数,有这个屯磁刚度与上导轴承的支承刚度。,1和下导轴承的支承刚度1.66入经很接近。由于这个电磁约束会对轴系的动态同钌频率产生较大的影响疗计兑可知4,它能降低动态固有频率35. 3几点结论及建议1.本文给出了种简便易行的求解水轮发电机组电磁力的新方法,本方法同样可求得电磁刚度。
2人甩水轮发电机组的屯磁刚度会对轴系的动态固频率产免较人的彩响,经付本模型机饥兑,知,它能降低动态古频率3双。3.为降低不平衡电磁力,可尽量降低振动偏心和适当加大气隙长度。
王以汉等。强溪水电站机电设计。水力发电,1994,5963.
白延年。水轮发电机设计与计这1.北京机械工业出版社。198牛秀岩。电机学肘。北京冶金工业出版社,1990.169195.
陈贵清。大型水轮发电机组转子轴系由电磁参数激发的弯曲及扭转非线性振动研宄0.天津天津大责任编校赵鹤鸣