[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于氣隙特征值降低發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910570040.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110635635B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光勇;鄒銳;岳建鋒;葉超;朱曉韜;徐文冰;曲巖;羅志明;周天華;陳明;蔡朝東;鐘新元;趙海峰;楊治全;楊冬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華能瀾滄江水電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K15/02
• 分類(lèi)號(hào): H02K15/02;H02P9/00;H02P9/14
• 代理公司: 昆明正原專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 徐玲菊;蔣文睿

本發(fā)明提供一種基于氣隙特征值降低發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)的方法，包括：采集定子低頻振動(dòng)幅值、頻譜數(shù)據(jù)及發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)氣隙函數(shù)值，按發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)Υ艠O編號(hào)，采集發(fā)電機(jī)氣隙函數(shù)值，根據(jù)氣隙特征值計(jì)算公式，計(jì)算氣隙特征值各階次分量，讀出定子低頻振動(dòng)的實(shí)際幅值，對(duì)計(jì)算出的發(fā)電機(jī)氣隙特征值中的幅值分別進(jìn)行替代修正，以磁極編號(hào)n為橫坐標(biāo)、修正后的發(fā)電機(jī)氣隙特征值為縱坐標(biāo)，繪制出發(fā)電機(jī)氣隙特征值示意圖，得出較大的發(fā)電機(jī)氣隙特征值，對(duì)氣隙函數(shù)進(jìn)行調(diào)整、驗(yàn)證，確定需要進(jìn)行機(jī)坑調(diào)整的磁極，即可有效降低發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)，極大地提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)的方法，尤其是一種基 于氣隙特征值降低發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)的方法，屬于水力發(fā)電機(jī)安 裝、運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)巨型水輪發(fā)電機(jī)組的投運(yùn)，并在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò) 測(cè)試發(fā)現(xiàn)：水力發(fā)電機(jī)組定子機(jī)座、鐵心均存在低頻振動(dòng)的問(wèn)題。通 常定性認(rèn)為低頻振動(dòng)是由定子、轉(zhuǎn)子的圓度不足或者偏心所造成的， 但如何采取有效措施來(lái)加以控制，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒(méi)有定量的技術(shù)解決 方案。目前處理定子低頻振動(dòng)的主要措施是：吊出轉(zhuǎn)子到機(jī)坑外、拆 卸磁極、調(diào)整磁極墊片、改善轉(zhuǎn)子圓度和偏心。但由于缺乏理論計(jì)算、 判斷依據(jù)，通常需要對(duì)轉(zhuǎn)子磁極逐一進(jìn)行調(diào)整，這種盲目且大規(guī)模的 調(diào)整，存在調(diào)整工作量巨大、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、工作效率低下等不足。雖 然處理后的轉(zhuǎn)子圓度和偏心有明顯改善，但定子低頻振動(dòng)的問(wèn)題仍沒(méi) 有得到明顯改善，甚至存在低頻振動(dòng)反而增大的實(shí)例。因此，有必要 研究一種對(duì)發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)進(jìn)行有效處理的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明根據(jù)傅里葉變換原理，對(duì) 發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)定子、轉(zhuǎn)子間的空氣間隙進(jìn)行傅里葉分解，將得到的傅 里葉級(jí)數(shù)定義為氣隙特征值。根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的氣隙特征值與定子 低頻振動(dòng)相關(guān)聯(lián)的特性，本發(fā)明提供一種基于氣隙特征值降低發(fā)電機(jī) 定子低頻振動(dòng)的方法，最終解決定子低頻振動(dòng)的問(wèn)題。

本發(fā)明依據(jù)的氣隙特征值為發(fā)電機(jī)氣隙分布提供了量化指標(biāo)，突 破了目前只用調(diào)整轉(zhuǎn)子圓度和偏心改善轉(zhuǎn)子形貌的方式來(lái)降低發(fā)電 機(jī)定子低頻振動(dòng)的局限性。

本發(fā)明將發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的以磁極編號(hào)n為自變量的氣隙函數(shù)定義 為：x(n)＝x(n+N)，其中，n＝1、2、……、N；n為磁極編號(hào)，1、2、……、 N為發(fā)電機(jī)的磁極個(gè)數(shù)。發(fā)電機(jī)氣隙函數(shù)為離散型周期性函數(shù)，根據(jù) 離散傅里葉變換DFT公式：X(k)＝DFT[x(n)]，對(duì)離散型周期性函數(shù) x(n)進(jìn)行離散傅里葉變換，推導(dǎo)出氣隙特征值計(jì)算公式如下：

式中：n為磁極編號(hào)，N為發(fā)電機(jī)磁極個(gè)數(shù)，x(n)為氣隙函數(shù)， X(k)為發(fā)電機(jī)氣隙特征值，a(k)_n、b(k)_n分別為發(fā)電機(jī)氣隙特征值X(k) 的余弦分量和正弦分量，k取不同的整數(shù)值代表不同階次的氣隙特征 值分量。

從公式(3)得出，氣隙特征值是以磁極編號(hào)n(n＝1,2,…,N) 為變量的三角函數(shù)，由下列三部分組成：

幅值——

角頻率——2kπ/N

初相位——(φ)，

k取不同的整數(shù)值，得到不同的角頻率2kπ/N，代表不同階次的氣 隙特征值分量；當(dāng)k＝1時(shí)，X(1)為氣隙特征值的1階次分量；當(dāng) k＝2時(shí)，X(2)為氣隙特征值的2階次分量…，以此類(lèi)推，當(dāng)k＝N時(shí)， X(N)為氣隙特征值的的N階次分量；通常發(fā)電機(jī)定子低頻振動(dòng)頻率以轉(zhuǎn)頻的1倍頻、2倍頻、3倍頻為主，與氣隙特征值的1階次分量、 2階次分量、3階次分量的角頻率相等，得到的氣隙特征值各階次分 量與相同頻率的定子低頻振動(dòng)分量成正比，據(jù)此，在機(jī)坑內(nèi)拆卸對(duì)應(yīng) 的磁極，調(diào)整定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙，就能使氣隙特征值明顯減 小，對(duì)應(yīng)的定子低頻振動(dòng)頻率分量也明顯降低。

本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于氣隙特征值降低發(fā)電機(jī) 定子低頻振動(dòng)的方法，其特征在于包括下列各步驟：