[發明專利]一種同步發電機定轉子氣隙動態偏心故障的診斷方法

在審

• 申請號: 201910258960.0
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109814030A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 張曉斌;王婷;康禎;李偉林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種同步發電機定轉子氣隙動態偏心故障的診斷方法，采集、測量待診斷同步發電機定子繞組上的輸出電壓信號，經濾波去噪，采用快速傅立葉變換變換為頻譜信號，然后與無故障同步發電機定子繞組的歷史輸出電壓信號的頻率分量相比較，得到待診斷同步發電機發生氣隙動態偏心時定子繞組輸出電壓中的畸變信息，包括基波幅值畸變和頻率畸變。本發明能夠直接依據同步發電機定子繞組的輸出電壓的畸變信息來診斷同步發電機內部轉子動態偏心故障。本發明簡單易行，可彌補傳統故障特征不易測量、不易提取的不足，為同步發電機的維護和維修提供重要的參考資料。

技術領域

本發明屬于發電機技術領域，本發明涉及一種同步發電機定轉子氣隙動態偏心故障的診斷方法，特別是一種基于定子繞組輸出電壓的畸變信息的同步發電機氣隙動態偏心故障診斷方法。

背景技術

大多數發電機都不同程度地存在氣隙偏心的現象，這是一種由于制造及安裝誤差、軸承偏移、定子鐵芯變形等原因所導致的定轉子間氣隙不均勻(一側氣隙大另一側氣隙小)的狀況。當偏心程度超過一定限度時即認為同步發電機存在氣隙偏心故障，此類故障會導致發電機軸承工作狀態惡化，同時加劇定轉子振動，造成定子鐵心變形、繞組磨損和絕緣破壞。

參照圖1，定轉子氣隙偏心分為靜態偏心、動態偏心及混合偏心，其中，本發明所述氣隙動態偏心是指在同步發電機運轉過程中，定子中心是轉子的旋轉中心，但轉子中心與定子中心不重合，相當于軸承中心從定子中心向某個方向偏移，但轉子旋轉以軸承為中心，定轉子氣隙不斷發生變化。

目前對于定轉子氣隙偏心的研究集中在靜偏心，定轉子氣隙偏心的機械振動特征、電磁特性、定子并聯支路環流電氣特征，但在實際應用中這些特征不能直接作為判斷同步發電機發生氣隙動態偏心故障的有效依據，給同步發電機的故障診斷、后期精準維護和維修帶來很大困難。因此，如何從可直接測量的信號中提取故障特征表征量，判斷同步發電機是否存在氣隙動態偏心故障，是亟待解決的難題。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種基于定子繞組輸出電壓的畸變信息的同步發電機定轉子氣隙動態偏心故障的有效診斷方法，該方法能夠快捷、可靠地判定同步發電機內部氣隙動態偏心故障，為同步發電機的維護和維修提供理論支持。

技術方案

一種同步發電機定轉子氣隙動態偏心故障的診斷方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：采集待診斷同步發電機定子繞組輸出電壓的波形數據，經濾波去噪，利用快速傅立葉變換將電壓信號變換成頻譜信號；

步驟2：將頻譜信號中的不同頻率分量與無故障同步發電機的歷史輸出電壓信號的頻率分量相比較：

若下列條件同時成立，則判定待診斷同步發電機存在定轉子氣隙動態偏心故障，否則無氣隙動態偏心故障：

1)待診斷同步發電機定子繞組的輸出電壓中基波幅值增大；

2)待診斷同步發電機定子繞組的輸出電壓出現偶數倍轉子轉頻諧波。

待診斷同步發電機定子繞組的輸出電壓出現偶數倍轉子轉頻諧波，主要是二倍轉子轉頻諧波。

有益效果

本發明提出的一種同步發電機定轉子氣隙動態偏心故障的診斷方法，能夠直接依據同步發電機定子繞組的輸出電壓的畸變信息來診斷同步發電機內部轉子動態偏心故障。本發明簡單易行，可彌補傳統故障特征不易測量、不易提取的不足，為同步發電機的維護和維修提供重要的參考資料。

附圖說明

圖1為同步發電機定轉子動態偏心故障狀態坐標系示意圖。

圖2為無故障同步發電機實施例的示意圖。