[發明專利]模擬機電交叉復合故障的永磁發電機實驗裝置

在審

• 申請號: 202110705140.9
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113341317A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 何玉靈;徐明星;唐貴基;王曉龍;孫晨凱;張文
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了模擬機電交叉復合故障的永磁發電機實驗裝置，包括底座、直流驅動電機、永磁模擬發電機、軸承座、定子短路接線板及時間繼電器等，先通過移動定子及定子繞組設定一定程度的氣隙徑向偏心，然后再通過控制時間繼電器設置定子短路；或者先通過移動定子及定子繞組設定一定程度的氣隙軸向偏心，然后再通過控制時間繼電器設置定子短路。通過以上設置根據需要模擬不同程度的機電交叉復合故障。本發明方案可靠、易于實現，可對不同程度的發電機氣隙徑向偏心、氣隙軸向偏心、定子短路、氣隙偏心與定子短路復合故障進行模擬，為氣隙偏心故障、定子短路故障及氣隙偏心與定子短路復合故障的研究和實驗分析提供可能。

技術領域

本發明涉及模擬機電交叉復合故障試驗技術領域，更具體的說是涉及模擬機電交叉復合故障的永磁發電機實驗裝置。

背景技術

發電機氣隙偏心是一種常見機械故障，是指定轉子間氣隙分布不對稱，存在氣隙在一側多，在另一側少的現象，例如轉子偏移、定子鐵芯受熱變形都會導致氣隙偏心故障的產生。目前通常所說的氣隙偏心大多是指氣隙徑向偏心，它是一種靜態的偏心，定子與轉子間的最大最小氣隙位置不會隨著發電機的運行而改變。在多數情況下，發電機組除了氣隙在徑向存在不對稱外，氣隙在軸向方向上也會存在不對稱情況，即軸向氣隙偏心。例如發電機由于運行工況較差等原因使得轉子產生了一定的軸向偏移，導致定轉子間磁感線有效切割區域的氣隙一側多另一側少，從而導致軸向氣隙偏心的情況。

氣隙偏心故障會使得發電機磁場發生改變，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等危害，繞組絕緣磨損以后極易發生短路故障。

定子短路是一種常見的電氣故障，可以分為定子匝間短路故障和定子相間短路故障。由于永磁發電機內部轉子是一個單獨的永磁體，因此不存在轉子短路故障。如果發電機組帶病運行，則進一步發展可導致接地故障，甚至對機組造成無法修復的損傷。

現階段針對永磁發電機的研究絕大多數都是單氣隙偏心故障，或者單定子短路故障。少有能夠同時進行氣隙偏心和定子短路故障進行模擬的實驗裝置。

因此，如何提供一種能夠滿足模擬機電交叉復合故障實驗裝置是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

為此，本發明的目的在于提出模擬機電交叉復合故障的永磁發電機實驗裝置，能夠滿足模擬機電交叉復合的故障。

本發明提供的模擬機電交叉復合故障的永磁發電機實驗裝置，包括：

底座，為長方形的鋼板結構；

直流驅動電機，固定于所述底座上；

永磁模擬發電機，包括定子、永磁轉子及定子固定座，所述定子固定座與所述直流驅動電機并列布置于所述底座上；所述定子固定于所述定子固定座內部；所述永磁轉子通過兩組軸承座支撐于所述底座上，所述永磁轉子的轉軸連接所述直流驅動電機的輸出軸，所述永磁轉子轉動于所述定子的中部；

其中，所述定子固定座上開設有多個第一徑向偏心定位孔和第一軸向偏心定位孔，所述底座對應所述第一徑向偏心定位孔和所述第一軸向偏心定位孔開設有多個第二徑向偏心定位孔和第二軸向定位孔；通過固定不同的第一徑向偏心定位孔和第二徑向偏心定位孔實現所述定子及定子繞組徑向偏心設置；通過固定不同的第一軸向偏心定位孔和第二軸向定位孔實現所述定子及定子繞組軸向偏心設置；

定子短路接線板以及多個時間繼電器，所述定子短路接線板上設置有不同定子繞組短路百分比的兩端接線頭，不同定子繞組短路百分比的兩端接線頭設置分為A相、B相和C相；將A相、B相或C相中任一相匝間的兩個兩端接線頭使用一根導線連接，并在定子繞組對應的相上引出連接線形成短路電路，該導線之間連接所述時間繼電器控制通斷，實現定子靜態匝間短路故障設置；使用另一根導線將不同相之間的兩個兩端接線頭連接，并在定子繞組對應的相上引出連接線形成短路電路，該導線之間連接一個所述時間繼電器控制通斷，實現定子靜態相間短路故障設置。