[發明專利]一種模擬定子繞組絕緣磨損的裝置及方法

有效

• 申請號: 202210189294.1
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114578225B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 何玉靈;劉翔奧;代德瑞;徐明星;張文;王曉龍
• 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;G01R31/12;H02K7/14;H02K1/16
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明提供了一種模擬定子繞組絕緣磨損的裝置，包括底部固定板以及可拆卸安裝于所述底部固定板上的驅動電機、模擬發電機組件和激振器組件；所述驅動電機通過聯軸器與所述模擬發電機組件相連接，所述激振器組件分別對稱安裝在所述模擬發電機組件的軸向側兩端和徑向側兩端。本發明方案可靠、易于實現，可對發電機定子繞組絕緣磨損故障進行有效模擬，彌補當前空白，為發電機定子繞組絕緣磨損故障的研究和實驗分析提供有效思路。

技術領域

本發明涉及發電技術實驗裝置領域，更具體地說，涉及一種模擬定子繞組絕緣磨損的裝置及方法。

背景技術

大型發電機在運行過程中，其繞組必然會受到電場力、磁場力、熱應力、機械應力的影響，加之工作環境的不確定性，發電機長期運行后很容易絕緣損壞出現繞組匝間短路的故障。隨著機組使用年限的增長，這種故障發生的機率也越來越大。因此，大型發電機絕緣磨損一直是眾多科研人員及企業技術員工研究的熱點問題。

發電機在正常運行時定子就有一定的振動，而發電機轉子偏心(機械故障)與繞組短路(電氣故障)會造成更加劇烈的定子振動。實際運行的發電機幾乎都有偏心情況，長期運行后偏心程度加劇，振動更加明顯，這會造成繞組之間的摩擦破壞，而繞組的磨損會造成發電機匝間短路故障，這更加劇了發電機的振動。因發電機振動造成繞組絕緣磨損會進一步加劇發電機的機電耦合故障，嚴重時會發生機毀人亡的重大事故，故對于此類故障的深入研究刻不容緩，設計一種模擬機電交叉故障下定子繞組絕緣磨損的裝置及實驗方法勢在必行。

一般發電機定子繞組采用雙層疊繞組排布方式，這樣的排布可以選擇最有利的節距，在得到較多的并聯支路數的同時可使電動勢與磁動勢波形接近正弦波，并且相同的線圈尺寸一致、線圈端部排列整齊有利于散熱和增強機械強度。如此一般會產生兩種絕緣破壞，分別是：單層繞組中每根導線間的絕緣破壞(匝間磨損)、上下層繞組間的層間絕緣破壞(層間磨損)。

單層繞組中每根導線間的絕緣破壞最常出現在梨形槽中，這種鐵芯槽型由于其開口較小，安放線圈的時候只能少量多次下放，每根導線相對獨立彼此相互摩擦，故易發生單層繞組中每根導線間的絕緣破壞。上下層繞組間的層間絕緣破壞比較常發生在矩形槽中，這種鐵芯槽型開口寬度與槽內有效寬度相差不多，下線時往往采用整個線棒下線，故易發生層間絕緣破壞。

本發明的主要設計是將發電機定子繞組絕緣破壞的故障這一長期過程，按實際發生規律以人工方式合理加劇，縮短其周期進行研究，通過分析實驗取得數據預測實際破壞發生的部位，從而達到防患于未然的目的。

發明內容

為了充分克服現有技術的上述缺陷，充實繞組絕緣磨損實驗的手段，提供一種短檢測周期實驗室內的繞組絕緣破壞實驗裝置，它可以依照實際繞組受力規律，模擬繞組絕緣磨損情況，從而為永磁同步發電機定子繞組絕緣破壞故障的分析、研究和預防提供依據。

具體的，本發明提供了一種模擬定子繞組絕緣磨損的裝置及方法，一方面，本發明提供了一種模擬定子繞組絕緣磨損的裝置，包括底部固定板以及可拆卸安裝于所述底部固定板上的驅動電機、模擬發電機組件和激振器組件；所述驅動電機通過聯軸器與所述模擬發電機組件相連接，所述激振器組件分別對稱安裝在所述模擬發電機組件的軸向側兩端和徑向側的一端。

進一步的，所述模擬發電機組件包括發電機轉子、轉子轉軸、發電機定子及繞組和定子支架，所述定子支架下端與所述底部固定板通過螺栓緊固。

進一步的，所述轉子轉軸兩端分別通過軸承與電機支架轉動連接，所述電機支架下端分別與所述底部固定板固定連接。

進一步的，所述激振器組件包括兩個對稱設置的軸向激振器，還包括兩個對稱設置的徑向激振器。

進一步的，所述軸向激振器和所述徑向激振器結構相同，包括激振器支架、激振器外殼、激振器推頭組成，所述激振器推頭上帶有調整激振器與繞組間距的緊定螺釘，所述激振器推頭上還開有2mm小孔；所述小孔可穿過尼龍扎帶，實現往復振動的功能；所述激振器支架開設有腰型孔，便于調整激振器的相對位置。