[發明專利]大型發電機端部繞組的無源磁流變減振裝置及減振方法

有效

• 申請號: 201210410367.1
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102946163A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 劉石;仲繼澤;馮永新;劉磊;陳德祥;高慶水;徐自力;鄧小文;張楚;譚金
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: H02K5/24
• 分類號: H02K5/24;H02K3/50
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及火電、核電、聯合循環發電機組中大型發電機定子端部繞組減振設備和減振方法，具體是指一種大型發電機端部繞組的無源磁流變減振裝置及減振方法。

技術背景

在火電、核電以及聯合循環發電機組中都采用了大型發電機。為使感應線圈連續，及散熱等功能需要，大型發電機定子端部通常具有一個稱之為端部繞組的結構。發電機工作時，勵磁電流通過轉子繞組形成旋轉的感應磁場，定子繞組在此感應磁場作用下產生感應電流，感應電流也會形成一個磁場。不論是轉子磁場還是定子磁場都會在電機的端部產生一個漏磁場。在漏磁場作用下端部繞組會受到一個交變的電動力作用。兩極發電機端部繞組所受電動力空間分布近似為橢圓，其頻率為2倍的轉速頻率。端部繞組通常為軸對稱結構，其第1、2階固有振型為橢圓型。當電動力頻率等于或接近端部繞組固有頻率時，端部繞組會發生較大幅值的強迫振動，甚至共振。端部振動導致定子繞組綁扎、支架固定螺栓、槽內緊固件等松動和線棒絕緣磨損等故障，甚至引起電機嚴重事故。在國產和進口的大型發電機中，由于端部繞組振動產生的事故都時有發生。

目前，為了防止端部繞組發生振動，常用的方法主要是加強端部繞組的固定。不同企業的固定方案有所不同，總體上可分成綁扎式、壓板式和灌注式，也有將綁扎式和壓板式結合起來的。135MW、150MW、200MW等汽輪發電機大多采用綁扎式固定結構，200MW、300MW等汽輪發電機定子繞組端部采用壓板式固定方式，更高電壓和容量的電機則采用整體性好和強度高的灌注式固定結構。但是加固之后電機端部繞組的散熱性能降低，維護和檢修變得困難。因此，如何控制大型發電機端部繞組的振動一直是設計和運行部分持續關注重要問題之一。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種大型發電機端部繞組的無源磁流變減振裝置，該減振裝置利用發電機端部繞組的端部漏磁場，能夠有效抑制大型發電機的端部繞組振動，并且具有自適應性。

本發明的這一目的是通過如下技術方案來實現的：大型發電機端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于：所述減振裝置包括設置在發電機端部繞組外壁面上的多個結構相同的無源磁流變阻尼器，多個無源磁流變阻尼器在電機端部繞組外壁面上沿周向均勻布置，每一個無源磁流變阻尼器遠離發電機端部繞組外壁的一端分別通過支架與發電機的機座固定連接，多個無源磁流變阻尼器用來抑制發電機端部繞組所產生的振動，該振動包括徑向振動、軸向振動和周向振動等三個方向的振動，但以徑向振動為主。

本發明中，所述的無源磁流變阻尼器包括缸體和活塞，所述缸體的底座固定安裝在支架上，支架固定安裝在發電機的機座上，所述缸體內盛裝磁流變液，缸體具有開口，活塞深入到缸體內的磁流變液中，所述活塞具有活塞桿，活塞桿穿過缸體的開口,活塞桿外露于缸體的一端與發電機端部繞組外壁面上的環形端箍固定連接。

本發明中，所述的環形端箍為一個，該環形端箍為發電機端部繞組已有的結構，該環形端箍同時與多個無源磁流變阻尼器的活塞固定連接。

本發明中，所述缸體的開口與活塞桿之間設有密封，以防止磁流變液泄漏。

本發明中，所述缸體的底座通過螺栓固定安裝在支架上，所述支架通過螺栓固定安裝在發電機的機座上。

本發明中，所述活塞桿與環形端箍通過螺栓固定連接。

本發明的減振裝置，在電機端部繞組振動幅值較大的位置，沿周向均勻布置若干個無源磁流變阻尼器。磁流變阻尼器的活塞端與端部繞組相連接，磁流變阻尼器的缸體與電機的機座相連接。當端部繞組在電動力作用下產生振動時，將帶動磁流變阻尼器活塞相對于阻尼器缸體運動，活塞運動使磁流變液流過活塞和缸體的間隙。具有較大粘性的磁流變液在流動過程中消耗振動能量，這樣就通過活塞給端部繞組施加了阻尼力，從而抑制了端部繞組的振動。通常磁流變阻尼器上需加裝勵磁線圈，產生感應磁場，磁場使磁流變液產生磁流變效應；還需要外部供電給勵磁線圈。而本發明直接利用電機端部的漏磁場使磁流變液產生磁流變效應，不同與以往磁流變阻尼器需要外部供電和加裝勵磁線圈，因此，這種控制端部繞組振動的方法是一種無源的磁流變控制方法。當漏磁場變強時，端部繞組振動變大，而此時磁流變阻尼力也變大，抑制了繞組的振動。

本發明的目的之二是提供一種大型發電機端部繞組的無源磁流變減振方法，該方法操作方便，能夠有效抑制大型發電機的端部繞組振動。