发电电动机转子不同磁极引线的应力分布与疲劳特性对比研究

磁极极间连接线是发电-电动机转子的关键部件,合理的引线方式可有效避免大型发电-电动机运行过程中由于工况频繁切换引起的磁极连接线熔断等故障。针对该问题,采用有限元法对3种典型磁极引线连接方式进行了分析,详细计算额定转速为300 r/min和500 r/min的2台电机的3种磁极连接结构的应力和疲劳情况。结合疲劳分析结果,指出适用于高转速发电-电动机磁极连接线典型结构,并给出发电-电动机磁极连接线设计方面的建议。研究成果可为抽水蓄能电站发电-电动机极间连接线选型及运行维护提供支持。     

由转子接地故障引发的水轮发电机转子磁极引线方式探讨

以某抽水蓄能电站发生的一起由转子接地故障引发的典型转子磁极引线故障为研究对象,介绍了故障发生及故障点确认过程,并分析了水轮发电机转子磁极引线发生故障的原因,最后从设计和维护角度提出了防止转子磁极引线故障的改进措施。     

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。     

蒲石河电站磁极线圈径向挡块材料强度及受力研究

发电电动机是抽水蓄能机组的核心设备,经常在静止、发电、抽水和调相四种工况间频繁切换运行。当机组在运行过程中发生定子机端两相或三相短路时,转子线圈中会产生冲击电流,冲击电流会产生向心电磁力。因此,常规发电电动机都需要设置径向挡块结构,以防止在向心电磁力作用下导致磁极线圈产生径向串动。本文以蒲石河抽水蓄能电站发电电动机为例,对磁极线圈径向挡块进行了研究,并通过试验确定了线圈径向挡块的结构强度。     

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。     

大容量发电电动机转子支架及磁轭、磁极结构强度设计与疲劳研究

大型抽水蓄能机组的结构可靠性和动力稳定性一直是研制大型抽水蓄能机组所关心和研究的核心问题。相比于其他水电机组,抽水蓄能机组由于其运行工况的复杂性和恶劣性,对机组的结构可靠性和动力稳定性具有更高的要求。机组在抽水、发电及抽水发电工况转换时,发电电动机部件的动力稳定性控制以及机组的动、静应力分析、疲劳分析成为重要的研究内容。本文通过对电站A、电站B发电电动机转子支架强度、转子磁极、磁轭应力强度及FKM疲劳分析,验证旋转结构件的受力状态分析过程及分析方法。     

磁极引线撕裂引起转子一点接地的原因分析

介绍了多层软铜片L形结构的磁极引线单片撕裂造成的转子一点接地故障,分析了故障原因,提出了将引线用浸胶玻璃丝绑扎的处理措施,取得了良好的效果。同时,指出软连接存在应力集中位置相对固定及单片撕裂造成转子一点接地的隐患,给出了解决此隐患的根本方法,即更换引线。     

绕线式三相异步电动机转子星点引线断线的原因及解决办法

我车间今年在检修某厂一台JR138-8,245kW,低压绕线式三相异步电动机时,先后出现电动机转子星点引线连续3次断线故障,严重影响了正常生产。笔者对此作了较为认真地分析,并提出解决办法。　　1　转子星点引线断线的原因1.1　转子星点引线断线的现象这台电动机所带的负载为球磨机,     

大型同步电机转子实心磁极的改进

介绍TSK6500-6型6 500 kW、10 kV三相同步电动机转子实心磁极结构的研制改进及应用。通过改变磁极与磁轭之间“T尾”结构的连接方式,使电机运行的可靠性和安全性得到提高,同时降低工艺加工难度。研制结果验证了改进措施的有效性,可为同步电机转子结构的设计提供参考。     

抽水蓄能发电电动机转子匝间短路的重复脉冲法诊断研究

近年来,重复脉冲法(RSO法)以其方便快捷的诊断形式以及较高的诊断灵敏度在汽轮发电机转子匝间短路的诊断上获得了大范围的应用,但由于转子结构和参数的差异,该方法在抽水蓄能发电电动机转子上的应用甚少,其诊断效果未知,导致诊断只能依赖于对试验条件要求较高且灵敏度不足的交流阻抗方法来进行,无法实现缺陷的早期识别。本文首先通过建模仿真和实际测试,得到了发电电动机转子绕组在传统形式的重复脉冲激励下不同位置发生故障时的响应,验证了仿真模型的有效性,同时发现采用传统形式的激励脉冲存在远端故障诊断灵敏度不足的问题;然后,结合转子的实测频域特性分析了诊断灵敏度不足的原因,并以此为基础提出了激励脉冲优化策略;最后,采用前述仿真模型对此策略的改进效果进行了验证。结果表明:采用合理的激励形式,重复脉冲法可以应用于发电电动机转子绕组匝间短路的诊断,并能够保证故障的诊断灵敏度。     

Transient analysis of converter-fed adjustable-speed generator-motor for the pumped storage power plant

A converter-fed adjustable-speed generator-motor for a pumped storage power plant has been developed in order to contribute to the automatic frequency control on an electric power system during pumping operations, as well as to improve the efficiency of turbines during generating operations together with stability. This system consists of a reversible pump turbine, a generator motor, cycloconverter and control units. The rotor of the generator motor, which is coupled directly with the turbine runner, normally is operated at a rotating speed which is equal to the difference between the frequency of the electric power system and that of the rotor current. In the state that a fault has occurred in the primary circuit of the generator motor, the adjustable-speed generator-motor fault current differs from that of a conventional synchronous generator motor. This paper describes the fault current analysis results for the condition when a sudden short-circuit is made on the primary side of the generator motor, and collates the results with the field test and EMTP simulation results.     

无刷励磁系统旋转二极管故障的在线监测

对励磁机定子励磁电流的谐波特征进行理论分析,分析发现旋转二极管故障时励磁机定子励磁电流将出现不同于正常运行时的谐波分量;进一步在MATLAB/SIMULINK下建立了包括旋转二极管在内的无刷励磁系统的仿真模型,对二极管各种故障下的励磁机定子励磁电流进行了仿真计算,验证了理论分析的正确性.研究表明：依据励磁机定子励磁电流监测分析可对旋转二极管故障进行有效在线监测.     

抽水蓄能发电电动机转子稳定性研究

转子是水轮发电机中变换能量和传递扭矩的核心部件。针对转速相对较高、工况转换复杂的抽水蓄能机组,转子的稳定性研究是一项重点工作。良好的转子结构和性能可以避免机组投运后转子部件出现重大电气以及机械事故。随着抽水蓄能机组向高转速、大容量方向发展,转子的设计和检修难度也越来越大。本文详细介绍了溧阳抽水蓄能发电电动机转子结构特征,重点分析研究电磁性能、机械性能和绝缘性能。运行性能表明发电电动机转子结构合理、运行稳定。本文对类似蓄能电机转子的设计与研究具有指导意义。     

转子绕组匝间短路故障谐波传递特征仿真

发电机转子绕组匝间短路时,其故障特征可以传递到励磁机励磁绕组上去。应用Matlab软件,对故障谐波传播效率受转子绕组感应电动势的幅值和频率的影响进行了仿真分析。     

高压发电机内部故障仿真研究

建立了高压发电机(Powerformer)的定子绕组内部相间故障和接地故障分析的数学模型。该模型以直接相量法为依据，并且考虑了定子绕组对地电容的影响。为准确地仿真内部故障时地情形，计算了各个故障分支磁轴的正方向。模型建立了转子和定子的电流方程、电压方程和磁链方程，并且以一个75MVA/150kV的高压发电机为模型，详细仿真了单相接地故障、两相接地故障和相间短路故障的情况并且给出了故障波形。利用该模型可以对高压发电机的保护方案进行有效的验证或者作相应的改进。     

Analysis of polyphase brushless exciter

This paper presents the modeling and simulation of the operation of an 11-phase brushless exciter. The analytical method is based on Kron's tensor method, which is developed for dealing efficiently with the time-varying topology of an exciter circuit during a digital computer solution. The inductances, which vary with rotor position, are calculated by the two-dimensional finite-element method. The detailed information (normal and fault cases) on the performance of the brushless exciter is obtained, which is beneficial to design engineers. The approach is suitable for both normal and fault cases. As a result, agreement of calculated values with test results shows the validity of the method of calculation and theoretical analysis presented     

某无刷励磁机通风冷却数值模拟研究

为了研究隐极同步电动机配套用无刷励磁机的通风方案中冷却空气的流动路径及冷却特点,依据流体动力学原理理论,采用有限体积法,建立了某新型无刷励磁机相对地面结构的1/2为物理模型,研究了无刷励磁机通风冷却方案的流动路径、流场和温度场,并给出了通风方案的冷却特点及流场和温度场的分布特点。计算结果表明,该励磁机方案的最高温度位置出现在靠近整流盘侧的转子线棒端部,绝缘均不超温。与某电机研究所采用等效风路法所得该方案相同工况下计算值相比,该通风方案数值模拟进风量误差为5.6%,为进一步优化该励磁机冷却风路系统提供了理论依据。     

可变速抽水蓄能机组控制系统研究

对循环变流器励磁的可变速抽水蓄能机组控制系统进行了研究,阐述了总体控制方案、发电电动机的控制策略和基于循环变流器的励磁电流控制原理。仿真结果表明,交流磁链机组在电机电动和发电状态下均可以实现变速恒频运行,具有较快的功率响应速度,有功功率、无功功率和转速均可独立调节。搭建实验平台,实现了电机的转子电流控制,结果表明循环变流器可以准确地控制转子的电流。     

海水抽水蓄能变速发电电动机设计与计算

变速抽水蓄能机组因可实现机电系统的柔性连接,满足电网有功调峰、无功补偿要求,并具有快速响应、运行稳定性高的优点,受到行业普遍关注。本文介绍了海水抽水蓄能10MW变速发电电动的总体结构、通风结构、绝缘结构,并重点介绍了转子结构,为今后大容量变速发电电动机的设计积累了经验。