[發明專利]基于振動波形檢測引起定子低頻振動的關鍵磁極的方法

有效

• 申請號: 202011232832.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112491228B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 查榮瑞;馬云華;王選凡;張崗;李鑫;李政;高寒;朱存利;閆紅軍;席隆海;劉德宇;徐劍
• 申請（專利權）人: 華能瀾滄江水電股份有限公司
• 主分類號: H02K15/16
• 分類號: H02K15/16;G01H17/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 徐玲菊;于洪

本發明涉及一種基于振動波形檢測引起定子低頻振動的關鍵磁極的方法，屬于水輪發電機技術領域。該方法首先采集定子低頻振動波形數據值，按發電機組的轉動方向對磁極編號，使振動波形記錄起始數據對應1號磁極，然后根據波形加速度計算公式，計算各磁極氣隙對應的加速度特征值，找到影響振動幅值的關鍵磁極，接著對關鍵磁極氣隙進行調整，得到對應變化后的加速度量，并通過反向計算出對應波形，最終找到振動波形振幅達到目標值的氣隙調整方案，有效降低發電機定子低頻振動，大幅提高工作效率。

技術領域

本發明屬于水輪發電機技術領域，具體涉及一種基于振動波形檢測引起定子低頻振動的關鍵磁極的方法。

背景技術

近年來隨著國內巨型水輪發電機組的投運，并在運行過程中通過測試發現，水力發電機組定子機座、鐵心均存在低頻振動的問題。通常定性認為低頻振動是由定子、轉子的圓度不足或者偏心所造成的，但如何采取有效措施來加以控制，現有技術中尚沒有定量的技術解決方案，目前處理定子低頻振動的主要措施是：轉子吊至機坑外，拆卸磁極，通過調整磁極墊片改善轉子圓度和偏心，通常需要對轉子磁極逐一進行調整，不僅盲目且調整工作量巨大、費時、費力、工作效率低。另外經實踐證明，僅僅通過提高轉子靜態圓度并不能有效解決定子低頻振動問題，且受轉子磁軛熱膨脹不均勻、磁極鍵虛打緊、轉子旋轉中心變化、轉子旋轉后的動態氣隙不均勻等因素影響，致使定子低頻振動處理難以達到預期效果，甚至存在處理后振動幅值增大的實例。因此，有必要研究一種檢測引起定子低頻振動的關鍵磁極的方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種基于振動波形變化準確找到影響巨型水輪發電機定子低頻振動關鍵磁極的方法，提高定子低頻振動超標處理效率及效果。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于振動波形檢測引起定子低頻振動的關鍵磁極的方法，包括如下步驟：

步驟(1)，采集水輪發電機定子低頻振動波形數據值，按發電機組的轉動方向對磁極編號，使振動波形記錄起始數據對應1號磁極；

步驟(2)，根據采集的振動波形中的振動位移值，計算各磁極氣隙對應的加速度量；

步驟(3)，尋找加速度量連續為正或者連續為負的相連的磁極，作為影響振動幅值的關鍵磁極區；

步驟(4)，從關鍵磁極區中選取目標磁極，對該磁極氣隙進行調整，通過以往調整經驗得出的氣隙變化與加速度特征值變化關系，得到氣隙調整后對應的加速度特征值，反向計算出對應波形；

步驟(5)，調整氣隙變化量，直到所計算得出振動波形振幅(最大最小值之差)達到目標值為止，該氣隙調變化量即為目標調整方案，然后按照該方案進行調整磁極氣隙，以降低定子低頻振動。

進一步，優選的是，步驟(2)的具體方法為：

取其中一個周期內振動波形位移值，記為A1、A2、A3……；

然后計算振動波形中相鄰兩點振動波形位移值之差，得到波形差值，記為B1、B2、B3……，即B1＝A2-A1，B2＝A3-A2，以此類推；

接著計算相鄰兩點波形差值之差，得到速度差值，記為C1、C2、C3……，即C1＝B2-B1，C2＝B3-B2，以此類推；該速度差值即為加速度量。

進一步，優選的是，以磁極所對應的加速度量平均值作為該磁極對應加速度特征值a'，n為1個磁極對應加速度量個數，n＝一個周期測點數/磁極數。

進一步，優選的是，通過對歷次磁極氣隙調整數據及結果數據計算分析，可得到該機組氣隙調整量ΔL與加速度特征值變化量的Δa'關系k為加速度變化系數，可根據歷次磁極氣隙調整后加速度特征值變化確定；ΔL為關鍵磁極氣隙調整量；Δa'為加速度特征值變化量。

進一步，優選的是，步驟(4)的具體方法為：