[發(fā)明專利]一種發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210156126.2
• 申請(qǐng)日: 2022-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN114609519A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉蘭;盛明珺;劉守豹;徐鉻;宋佳駿;熊中浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司;大唐水電科學(xué)技術(shù)研究院有限公司;中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 李青

本發(fā)明公開一種發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)方法及裝置，方法包括：利用有限元法建立時(shí)變電磁場(chǎng)模型以及發(fā)電機(jī)定子模型；在發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中增加預(yù)設(shè)頻率的電流，得到試驗(yàn)結(jié)果，并將試驗(yàn)結(jié)果確定為場(chǎng)量分布標(biāo)準(zhǔn)；將發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中的預(yù)設(shè)頻率電流進(jìn)行改變，將各個(gè)改變結(jié)果與場(chǎng)量分布標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，確定異頻電流對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的結(jié)果。本發(fā)明采用異頻電流法開展發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗試驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC鐵芯發(fā)熱分布與工頻大電流激勵(lì)時(shí)基本一致，確保了發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)準(zhǔn)確性與效率，降低了現(xiàn)有試驗(yàn)方法耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，人力消耗大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)方法及裝置。

背景技術(shù)

發(fā)電機(jī)定子鐵芯由硅鋼片疊合組裝而成，疊片間存在短路故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中出現(xiàn)局部過熱的危險(xiǎn)，故障區(qū)域出現(xiàn)的局部過熱現(xiàn)象會(huì)隨著故障程度的加深而逐漸增大。因此，在發(fā)電機(jī)交接試驗(yàn)、局部或全部更換定子繞組前后，以及在發(fā)現(xiàn)定子鐵芯有損傷等缺陷時(shí)，必須對(duì)定子進(jìn)行鐵芯損耗試驗(yàn)，以測(cè)定鐵芯單位質(zhì)量的損耗。

在試驗(yàn)過程中，需要通過施加激勵(lì)電流在定子鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，繼而產(chǎn)生渦流使鐵芯發(fā)熱，激勵(lì)電壓一般選取380V工頻電源，激勵(lì)電流根據(jù)繞線匝數(shù)有所不同，但是總體來看發(fā)電機(jī)容量越大，需要的勵(lì)磁電流越大。對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，定子鐵芯損耗試驗(yàn)中需要采用大截面積銅導(dǎo)線進(jìn)行激勵(lì)線圈布置，試驗(yàn)時(shí)的繞線工作是一項(xiàng)費(fèi)事且艱巨的任務(wù)，使得試驗(yàn)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，人力消耗大。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)方法及裝置，解決了現(xiàn)有定子鐵芯試驗(yàn)中，需要通過施加激勵(lì)電流在定子鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，試驗(yàn)時(shí)的繞線工作導(dǎo)致試驗(yàn)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，人力消耗大的問題。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)方法，包括：

利用有限元法建立時(shí)變電磁場(chǎng)模型以及發(fā)電機(jī)定子模型；

在所述發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中增加預(yù)設(shè)頻率的電流，得到試驗(yàn)結(jié)果，并將所述試驗(yàn)結(jié)果確定為場(chǎng)量分布標(biāo)準(zhǔn)；

將所述發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中的預(yù)設(shè)頻率電流進(jìn)行改變，將各個(gè)改變結(jié)果與所述場(chǎng)量分布標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，確定異頻電流對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的結(jié)果。

本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)方法，采用異頻電流法開展發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗試驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC鐵芯發(fā)熱分布與工頻大電流激勵(lì)時(shí)基本一致，確保了發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的試驗(yàn)準(zhǔn)確性與效率，降低了現(xiàn)有試驗(yàn)方法耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，人力消耗大的問題。

結(jié)合第一方面，在第一方面第一實(shí)施方式中，在所述將所述發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中的預(yù)設(shè)頻率的電流進(jìn)行改變之前，所述方法還包括：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，計(jì)算變化磁場(chǎng)中的不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

根據(jù)各個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，確定發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗與感應(yīng)電流之間的關(guān)系。

結(jié)合第一方面第一實(shí)施例，在第一方面第二實(shí)施方式中，所述根據(jù)各個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，確定發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗與感應(yīng)電流之間的關(guān)系，包括：

通過以下公式計(jì)算發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗與感應(yīng)電流之間的關(guān)系：

其中，P表示發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗，E表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，N表示線圈匝數(shù)，Φ表示磁通量，I表示勵(lì)磁電流，表示磁路的磁阻，f表示感應(yīng)電流頻率，R表示感應(yīng)電流在回路中電阻。

結(jié)合第一方面，在第一方面第三實(shí)施方式中，所述將所述發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中的預(yù)設(shè)頻率電流進(jìn)行改變，將各個(gè)改變結(jié)果與所述場(chǎng)量分布標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，確定異頻電流對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵芯損耗的結(jié)果，包括：

將所述發(fā)電機(jī)定子模型的激勵(lì)線圈中的預(yù)設(shè)頻率電流的幅值減小，確定電流幅值減小后的第一場(chǎng)量結(jié)果；