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气隙静态偏心与定子短路复合故障对发电机定子振动特性的影响

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振动工程学报 2014年第1期27卷 118-127页

作者：唐贵基何玉灵万书亭武玉才华北电力大学机械工程系河北保定071003 华北电力大学电力工程系河北保定071003

分析了汽轮发电机在正常运行、气隙静态偏心故障、定子匝间短路故障、气隙静态偏心与定子匝间短路复合故障下的定子径向振动特性,以及各故障参数发展对定子振动特性的影响。首先对各情况下的气隙磁密进行了推导,得到引发定子振动的单位... 详细信息

分析了汽轮发电机在正常运行、气隙静态偏心故障、定子匝间短路故障、气隙静态偏心与定子匝间短路复合故障下的定子径向振动特性,以及各故障参数发展对定子振动特性的影响。首先对各情况下的气隙磁密进行了推导,得到引发定子振动的单位面积磁拉力表达式。然后分析了复合故障下定子径向振动特性及其与对应故障参数的变化关系。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机的定子振动数据,结果与理论分析基本吻合。研究表明,正常情况和气隙静态偏心故障下发电机定子只有二倍频振动,但静偏心对应的二倍频振动幅值较正常情况要大;定子短路故障与复合故障下发电机定子都将产生二倍频、四倍频与六倍频径向振动,但复合故障所对应的振动幅值较大;复合故障下随着定子短路或气隙静态偏心程度的加剧,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频与六倍频振动幅值均将增大;随着电机励磁电流的增大,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频振动将增大,而六倍频振动则基本不变。

关键词：故障诊断汽轮发电机气隙静态偏心定子匝间短路定子振动

控制策略对无轴承开关磁阻电机定子振动的影响

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航空学报 2010年第10期31卷 2010-2017页

作者：杨艳邓智泉张倩影刘泽远曹鑫南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

介绍了无轴承开关磁阻电机(BSRM)的基本原理和3种负载控制策略,分析了3种负载控制策略确定控制参数的方法。由于脉动的径向电磁力是开关磁阻电机定子振动和噪声的根源,将麦克斯韦张量法和磁路法结合起来计算了不同控制策略下无轴承开关... 详细信息

介绍了无轴承开关磁阻电机(BSRM)的基本原理和3种负载控制策略,分析了3种负载控制策略确定控制参数的方法。由于脉动的径向电磁力是开关磁阻电机定子振动和噪声的根源,将麦克斯韦张量法和磁路法结合起来计算了不同控制策略下无轴承开关磁阻电机定子极受到的径向电磁力。3种控制策略求解过程所引入的约束条件不同,即使在相同的负载条件下,计算出的主绕组和悬浮绕组电流及超前角也各不相同,电机定子极径向电磁力特性也各异。通过时域分析和频域分析的方法研究了定子极径向电磁力特性,得到了3种控制策略对定子振动的影响。最后通过实验验证了理论分析所得结论的正确性。

关键词：无轴承开关磁阻电机控制策略电磁力时域分析频域分析定子振动

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采煤机永磁传动系统电机定子振动特性研究

振动．测试与诊断 2023年第6期43卷 1058-1066,1239页

作者：姜耸李威盛连超王禹桥杨雪锋江苏大学机械工程学院镇江212013 中国矿业大学机电工程学院徐州221116 江苏师范大学机电工程学院徐州221116

为了降低采煤机永磁传动系统中的电机定子振动,基于永磁体磁链模型,结合电机矢量控制建立考虑齿槽效应的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称PMSM)模型。对包含永磁同步电机、齿轮传动系统、截割滚筒负载特性的采煤... 详细信息

为了降低采煤机永磁传动系统中的电机定子振动,基于永磁体磁链模型,结合电机矢量控制建立考虑齿槽效应的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称PMSM)模型。对包含永磁同步电机、齿轮传动系统、截割滚筒负载特性的采煤机永磁传动系统机电耦合动力学模型进行仿真,得到有载工况气隙永磁体径向磁通密度与电枢电流径向磁通密度。在此基础上,分析了定子硅钢芯与非晶合金芯的电磁力、磁致伸缩力、振动位移与共振点。定子为硅钢芯时,磁致伸缩力最大值达到电磁力的23.8%,在电机转速为393 r/min时出现激励频率18f_(m)引起的共振现象;定子为非晶合金芯时,磁致伸缩力相较于硅钢芯时明显增加,最大值达到电磁力的58.5%,在电机转速为288和433 r/min时出现激励频率18f_(m)和12f_(m)引起的共振现象,在实际使用中应加以注意。

关键词：采煤机截割部永磁同步电机定子振动磁致伸缩共振

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径向换能型超声波电机定子振动模型

电工技术学报 2017年第9期32卷 48-55页

作者：蒋春容董晓霄张津杨金龙南京工程学院电力工程学院南京211167 东南大学电气工程学院南京210096

提出了一种弹性叶片式径向换能型超声波电机,分析了电机的结构与工作原理,建立了定子径向自由振动和受迫振动的解析模型,同时,为了进行对比验证,建立了定子振动的有限元模型进行模态分析和谐响应分析。分别采用两种模型计算得到了定子... 详细信息

提出了一种弹性叶片式径向换能型超声波电机,分析了电机的结构与工作原理,建立了定子径向自由振动和受迫振动的解析模型,同时,为了进行对比验证,建立了定子振动的有限元模型进行模态分析和谐响应分析。分别采用两种模型计算得到了定子一阶径向自由振动的频率和在外加电压激励下受迫振动的径向振幅,两种模型的理论计算结果接近。采用阻抗特性分析仪测量了定子一阶径向自由振动的频率,并采用激光测振仪测量了定子外侧表面质点在外加电压作用下径向振动的振幅,将实验测试结果与理论计算结果进行对比,二者基本吻合。实验测试结果验证了所建立的定子振动的解析模型和有限元模型的有效性。最后,制作了原理性样机,验证了所提出的径向换能型超声波电机动作原理的可行性。

关键词：超声波电机径向换能定子振动解析模型有限元模型

定子匝间短路位置对发电机定子振动特性的影响

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振动工程学报 2017年第4期30卷 679-687页

作者：何玉灵彭勃万书亭华北电力大学机械工程系河北保定071003

对气隙静偏心和定子短路故障的相对位置对定子振动特性的影响进行解析分析、数值计算和实验研究。首先推导得到了包含定子绕组短路位置信息的作用于定子单位面积的磁拉力解析表达式,分析得到了定子短路位置对磁拉力的影响;然后建立了算... 详细信息

对气隙静偏心和定子短路故障的相对位置对定子振动特性的影响进行解析分析、数值计算和实验研究。首先推导得到了包含定子绕组短路位置信息的作用于定子单位面积的磁拉力解析表达式,分析得到了定子短路位置对磁拉力的影响;然后建立了算例发电机正常运行、气隙静偏心故障、气隙静偏心与定子匝间短路复合故障下的有限元模型,对不同短路位置下的定子磁拉力进行了仿真计算。并实测了MJF-30-6型故障模拟发电机定子不同短路位置的定子振动信号,三者结果相互吻合。结果表明:气隙静偏心与定子匝间短路复合故障下,同等故障程度时,发电机定子振动幅度与短路位置有关,短路位置越接近最小气隙处,各倍频振动幅度越大,越远离最小气隙处,各倍频振动幅度越小。

关键词：故障诊断发电机定子振动气隙静偏心定子匝间短路

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基于定子振动特征的转子绕组短路故障识别

振动工程学报 2005年第3期18卷 342-345页

作者：万书亭李和明李永刚唐贵基华北电力大学机械工程学院河北保定071003 华北电力大学电气工程学院河北保定071003

分析了汽轮发电机转子绕组匝间短路故障和转子不平衡故障时定、转子径向振动特征。当转子绕组匝间短路故障发生时,转子基频振动增加,定子二倍频振动减小;当转子不平衡故障发生时,转子基频振动增加,定子二倍频振动增加,不同于转子绕组匝... 详细信息

分析了汽轮发电机转子绕组匝间短路故障和转子不平衡故障时定、转子径向振动特征。当转子绕组匝间短路故障发生时,转子基频振动增加,定子二倍频振动减小;当转子不平衡故障发生时,转子基频振动增加,定子二倍频振动增加,不同于转子绕组匝间短路故障时的定子振动特征。在此基础上提出了基于定子振动信号的转子绕组匝间短路故障识别方法,与传统的单纯利用转子振动信号的诊断模型相比,可有效识别转子绕组匝间短路故障和转子不平衡故障。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机定、转子径向振动信号,与理论分析结果基本吻合。

关键词：发电机故障诊断转子绕组匝间短路不平衡定子振动

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基于定子振动的转子碰摩故障诊断方法研究

振动工程学报 2009年第4期22卷 391-394页

作者：孙云岭张永祥常汉宝海军工程大学船舶与动力学院湖北武汉430033

转子碰摩会引发转子和定子的振动,但由于转子系统的很多常见故障(如不对中、不平衡等)与碰摩故障的转子振动特征多有重复之处,在很大程度上限制了故障的有效诊断。于是以定子振动信号为诊断源,研究了碰摩故障的诊断技术。首先分析了定... 详细信息

转子碰摩会引发转子和定子的振动,但由于转子系统的很多常见故障(如不对中、不平衡等)与碰摩故障的转子振动特征多有重复之处,在很大程度上限制了故障的有效诊断。于是以定子振动信号为诊断源,研究了碰摩故障的诊断技术。首先分析了定子振动的机理,认为碰摩时定子受到冲击力作用,会引发定子固有频率振动,提出可采用共振解调法进行碰摩故障的诊断。利用IFFT方法进行了定子固有振动信号的分离,再进行希尔伯特变换,得到其包络信号,并对其进行谱分析,从而完成分析诊断过程。最后进行了单点碰摩和局部碰摩的故障模拟实验,结果表明定子高频固有振动包络信号可以揭示碰摩故障的发生,结合角度定位信号,可以对转子碰摩故障进行定位。

关键词：碰摩定子振动共振解调逆傅利叶变换

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超大型水轮发电机定子振动超标处理技术探讨

排灌机械工程学报 2020年第12期38卷 1233-1238页

作者：杨飞徐晶珺中国水利水电第七工程局有限公司四川成都611700 河海大学能源与电气学院江苏南京211100

以糯扎渡水电站定子为研究对象,针对大型水轮发电机定子长期高强度振动造成发电部件损坏的问题,从定子刚度、转子不圆度、水轮机尾水压力脉动等方面分析了机组振动的原因,通过对转子支架应力复核计算表明转子支架现有结构的最大综合应... 详细信息

以糯扎渡水电站定子为研究对象,针对大型水轮发电机定子长期高强度振动造成发电部件损坏的问题,从定子刚度、转子不圆度、水轮机尾水压力脉动等方面分析了机组振动的原因,通过对转子支架应力复核计算表明转子支架现有结构的最大综合应力已经接近许用应力,并确定机组增加垫片的最大厚度为0.2 mm,在机组大修中采用增加磁轭与转子支架之间的过盈量、机坑外对转子圆度进行了静态调整、机坑内动态调整等方法使机组运行中定转子空气间隙均匀.通过大修后进行的手动开机、过速试验、动平衡试验和升压试验,发现修后空载状态和带负荷运行下定子机架水平振动均大幅下降,修后机组磁轭与转子支架紧量增大,磁轭状态更加稳定.定子水平振动稳定在91μm左右,设备的可靠性大大提高,保证了机组的安全稳定运行.

关键词：定子振动转子处理转子静态转子刚度动态圆度调整

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双绕组BSRM定子振动模态有限元分析

河海大学学报（自然科学版） 2017年第1期45卷 90-94页

作者：谭超王宏华陈凌河海大学能源与电气学院江苏南京211100

针对以往开关磁阻电动机(SRM)模态分析中,仅将绕组以附加质量归于定子铁心,但忽略其刚度影响的局限,基于6/4极结构的SRM三维物理模型,建立了计及绕组、散热筋和底座的SRM定子有限元模型,提出以弹簧来模拟绕组与定子铁心之间柔性连接的... 详细信息

针对以往开关磁阻电动机(SRM)模态分析中,仅将绕组以附加质量归于定子铁心,但忽略其刚度影响的局限,基于6/4极结构的SRM三维物理模型,建立了计及绕组、散热筋和底座的SRM定子有限元模型,提出以弹簧来模拟绕组与定子铁心之间柔性连接的建模方法,SRM试验样机的有限元模态计算结果验证了该建模方法的有效性。为了合理计及转矩绕组、悬浮绕组对双绕组无轴承开关磁阻电动机(BSRM)定子质量和刚度的影响,把通过添加弹簧来模拟柔性连接的建模方法推广应用于双绕组BSRM三维有限元模态分析。有限元计算结果表明,采用弹簧模拟绕组与铁心以及转矩绕组与悬浮绕组之间柔性连接是一种有效计及绕组影响的建模方法,具有工程实用价值。

关键词：无轴承开关磁阻电机定子振动绕组弹簧模拟柔性连接有限元建模模态分析