高转速发电电动机极间连接线疲劳寿命分析

发电电动机运行特点是机组起停机频繁、工况转换迅速,按照一般技术规范要求每天起停机次数为10次。发电和抽水工况的转换不但会对磁极连接线结构产生很大的载荷和冲击,磁极线圈热膨胀引起的变形也会对磁极连接线的应力产生很大影响。因此发电电动机的极间连接线不但要保证足够的静态安全系数,对于机组起停机、工况转换、甩负荷和飞逸工况还需要有足够的抗疲劳性能。本文针对发电电动机经常采用的几种极间连接线方式进行了对比分析,为今后极间连接线的设计提供了参考和依据。     

发电电动机磁极连接线选型设计

发电电动机转子磁极连接线同类化故障频发，选型设计成为关键问题。本文通过三维有限元参数化建模，分析五种典型结构磁极连接线在不同容量和转速下的应力特点，结果表明各典型结构局部最大应力与转速的关联度较大，提出高速发电电动机的磁极连接线建议采用切向连接结构，中速发电电动机的磁极连接线建议采用垂直磁轭U型连接，低速发电电动机的磁极连接线建议采用分体铜板U型连接。同时对U型连接引出头的弯角和高度、引出段与引出头的连接位置、连接线的厚度、以及连接线固定螺栓规格、个数等关键设计参数的选型进了分析，提出增大引出头弯角和高度，增加引出段长度、增加连接线厚度、选用较大规格和较多数量的螺栓固定有助于减小磁极连接线受力。分析结果可为发电电动机磁极连接线设计提供可靠的选型依据。     

抽水蓄能电站发电-电动机转子磁极引线强度的有限元分析及改进措施

针对抽水蓄能电站发电-电动机转子磁极引线易发生故障的问题,利用有限元法对现有一台222MVA发电-电动机转子磁极引线在不同工况下的强度进行了系统分析,在此基础上,提出了改进的磁极引线结构并对其强度进行了对比分析。结果表明:采用改进的磁极引线结构可以优化应力在引线上的分布,明显改善发电-电动机转子磁极引线易发生故障的现象。通过实验验证了文中仿真分析结果及改进磁极引线结构的有效性。     

循环水泵电动机双速改造在600MW机组中的应用

针对循环水泵电动机电能损耗非常大的问题,提出对电动机进行磁极对数调速改造。介绍了改造原理、改造前的潜力评估、改造要点及措施、改造后的调试情况。3 600 kW大功率电动机通过改变磁极对数(8对改为9对),具备了370 r/min和330 r/min 2种转速运行方式,当发电机组运行在环境温度较低的春、秋、冬季时可采用低速运行,以达到节能目的。这种改造方式因费用低、维护方便、可靠性高等优点被越来越广泛应用。     

蒲石河抽水蓄能电站发电电动机磁极线圈匝间开裂问题分析与处理

阐述了蒲石河抽水蓄能电站发电电动机转子磁极线圈开匝的问题,分析了能够导致磁极线圈匝间开裂的力的来源,建立了有限元计算模型进行应力复核。得出了如果极间连接片与磁极线圈引出铜排的连接位置间隙过大,那么在机组反复启停机的过程会导致磁极线圈引出铜排根部产生绝缘疲劳开裂的结论。最后提出了一些建议以保证机组的安全稳定运行。     

水轮发电机转子磁极线圈修复方法及可靠性分析

水轮发电机转子磁极线圈修复方法及可靠性分析太平湾发电厂（１１８２１６）焦贵宏长甸电站＃１、＃２水轮发电机组在进入全出力、大发电连续运行三个月（９月１２日～１１月８号）期间曾先后三次发生转子磁极线圈极靴边的极间连接线烧损故障、转子磁极线圈也烧损严重，如...     

大型空冷透平发电机的缺点——运行维护量超过期望值

介绍了大型空冷透平发电机的破坏机理:火花腐蚀、局部放电、端部绕组和单相引线振动、极间连接线疲劳断裂等。指出空冷透平发电机的运行维护量远远超过了期望,必须改进设计、工艺,在运行中经常监测、检查,以便防患于未然。     

基于Maxwell的整数槽永磁同步电动机分析与设计

为降低整数槽永磁同步电动机的振动和噪声,提出一种新的磁极偏移方法,设计了一款2 000 r/min,52 k W、8极48槽永磁同步电动机。基于Ansoft/Maxwell,创建了电动机的二维有限元模型,计算和分析了电动机的齿槽转矩、转子气隙磁场、输出转矩和径向力波。仿真结果表明:通过采用该磁极偏移方法,可以降低电动机的转矩脉动和噪声。仿真结果与样机试验结果误差在5%以内,验证了该电动机设计的可靠性。     

发电电动机磁极线圈位移分析与监造措施

抽水蓄能机组发电电动机磁极是一种在高转速状态下的磁极悬挂结构,磁极线圈承受着巨大的离心机械应力、热负荷应力和电磁负荷应力,时刻存在着出现磁极线圈位移的可能,为此,就抽水蓄能发电电动机磁极线圈出现过的位移故障进行分析并针对性地开展监造,以保障设备的制造质量和运行可靠性。     

高转速水轮发电电动机磁极防疲劳分析

阐述了高速双向旋转发电电动机磁极防疲劳设计,并按FKM机械工程设计导则对其进行了疲劳分析计算及寿命评估。     

Application of Large High-Speed Synchronous Motors

The use of larger high-speed synchronous motors is increasing in the process industry. For these applications there are two basic types of machines, i.e., laminated pole and solid pole. Motors of these designs are available for across the line starting in sizes to 50 000 hp at 1800 r/min. Even larger machines can be expected for future applications. While the theory behind the design and use of these machines is not new, problems are highlighted in the areas of motor starting and/or acceleration, torsional vibration, lateral vibration, couplings, excitation controls, and surge protection.     

电机电磁计算中的各种磁导率

本文讨论电机中铁磁材料的各种不同的磁导率,介绍了典型的凸极同步电机转子材料增量磁导率的测量结果,并给出了电机定,转子铁心典型材料的各种磁导率,文章最后还给出了应用不同磁导率计算变频器供民的同步电机运算电感的实例。     

1.5MW永磁风力发电机电磁场与温度场计算与分析

针对大型永磁风力发电机设计及运行安全性问题,以1.5MW永磁半直驱式同步风力发电机为研究对象,设计三种极槽比不同的发电机方案,建立风力发电机电磁场二维有限元计算模型,并确定出每种方案的绕组设计参数.研究永磁半直驱式同步风力发电机负载工况下的电磁场分布;计算气隙内谐波含量的大小;同时,根据传热学理论,建立温度场二维有限元计算模型,给出了转子旋转时气隙内空气的有效导热系数及三种结构方案发电机温度分布计算结果.最后,对相同类型结构的小型永磁同步风力发电机的实测数据与理论计算结果进行比较以验证计算方法的正确性.通过以上的研究工作可以使相应的研究更加深入,通过提高电机内温度场的计算精确度可以有效地降低大型风力发电机故障率,为大容量永磁半直驱风力发电机的设计提供一些有意义的参考.     

交交变频同步电机阻尼绕组损耗的分析与计算

本阐述了凸极同步电机中谐波增量磁场的作用及特点。给出了可计及包括端部影响的任意复杂转子回路的场路耦合计算格式。针对交交变颏同步电机阻尼绕组的计算问题，提出一种等效多端口网络的概念，并据此对两种阻尼绕组结构的损耗进行了分析比较。     

隐极同步发电机励磁绕组匝间短路的多回路电感参数计算

为了对故障中各种电气量进行准确仿真分析以揭示隐极同步发电机励磁绕组匝间短路的故障机理,需要准确计算电机的各种参数,尤其是与发生匝间短路的励磁绕组有关的电感参数.从隐极同步电机分布式励磁绕组在各极下的单个同心式线圈出发,应用气隙磁导的概念和谐波分析的方法计算与单个励磁线圈有关的电感参数,并按照故障的励磁绕组的实际连接情况进行叠加,得到了与励磁绕组各回路有关的多回路参数模型.该模型考虑了励磁绕组故障回路产生的各种谐波磁场的作用,并通过具体算例间接说明了其合理性.将该参数模型用于励磁绕组匝间短路故障的多回路计算,计算结果与样机实验吻合,验证了参数模型的准确性.     

The generalized theory of indirect vector control for AC machines

The instantaneous torque produced by an AC machine is controllable when vector control is applied. However, the published papers on vector control deal with either induction machines or synchronous machines. A generalized vector-control theory is developed, considering a generalized AC machine as a salient-pole synchronous machine having three kinds of torque, i.e., the field torque, the reluctance torque, and the induction torque. The theory can be extended to the AC machines producing a voluntarily combined torque among the three. The experimental system consisted of applying the generalized vector control theory to a nonsalient-pole synchronous machine with damper winding. It was verified experimentally that the instantaneous torque was controllable, not only in synchronous or induction-machine operation, but also in the transient state between the synchronous-machine operation and induction-machine operation, without any change of the control circuit     

The cascade induction machine: a reliable and controllable motor or generator

This paper discusses and analyses a set of two induction machines, with 2p and 2q pole-pairs, respectively, connected in cascade. It highlights the design and development principles of a single unit version of a system consisting of two wire-wound rotor induction machines with their rotors connected in cascade. Presented performance analysis shows the described cascade machine, which is brushless and with no slip rings or commutators, as a reliable, efficient and practical machine that could replace the induction machine, which has a wire-wound rotor. An example of the conversion of a standard squirrel cage six pole induction machine into a (6+2) pole induction machine, without rewinding the stator, is also presented together with simulation and measurements for asynchronous and synchronous modes of operation.     

凸极同步电机的参数计算

参数计算是电机设计中的一个关键环节，也是电机理论研究中的一个重要方面。过去这方面的工作虽有一定的进展，但由于对电机中复杂的涡流约束问题缺乏一种普通适用的描述方法，致命一些参数的计算还不能实现直接的电磁场数值求解，因此某些结构下的参数还只能按传统的半经验公式进行计算。针对上述问题，本文首先解决含任意回路的约束涡流场计算问题，实现凸极同步电机参数的通用计算方法，然后与惯用参数计算公式进行比较。对误差过     

三相无刷同步发电机转子绕组不同连接方式可靠性分析

电励磁三相无刷隐极同步发电机可通过改变励磁绕组电流大小改变气隙磁场强度,从而实现宽范围电压调节。转子绕组是三相无刷隐极同步发电机的重要组成部分,其一般采用同心式绕组。并联支路数为1的转子绕组极间、重间连接后,引出线正端与负端在铁心端面固定并直接引出。而并联支路数大于1的转子绕组不仅需要极间、重间连接,还需选择恰当的并联连接方式。不同的连接方式直接影响转子绕组的复杂性与可靠性。以10极5 MW三相无刷隐极同步发电机为例,对并联支路数为2的转子绕组不同连接方式进行比较。结合工艺性与可操作性,选择最优转子绕组连接方式,制作了发电机转子绕组以及样机。结果表明,该连接方式简单可靠,可提高产品工艺性,有效避免转子绕组绝缘故障。     

大型水轮发电机回路参数的有限元计算

提出了参数化有限元网格生成技术分析凸极同步电机磁场并计算定转子回路参数,采用该技术能方便地对任意尺寸,极对数和绕组形式的大型凸极电机进行分析,大大减少了有限元前处理的工作量。