[发明专利]用于运行电机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行电机的方法。

背景技术

在燃气发电厂或燃气和蒸汽组合发电厂中，为了产生电能，借助于燃气轮机或蒸汽轮机来驱动电气发电机。在燃气轮机中累积的废热在组合发电厂中用于驱动蒸汽轮机，所述蒸汽轮机能够驱动另一个电气发电机。发电机分别具有定子和转子，其中转子与相应的涡轮机的轴联接并且具有励磁线圈或永久磁体。定子具有电导体的线圈，所述线圈在定子的两个轴向端部上分别具有线圈头部。

由于更多地使用可再生能源、例如风能或太阳能，日益需要发电厂补偿可再生能源中的能量波动。对此，发电厂经常更换其工作状态，以便在不同的时间点提供高低不同的功率。这导致发电厂的部件承受高的负荷进而承受高的磨损。特别地，发电机的线圈头部经受不同的磨损过程，例如经受由于在发电机中出现的电流作用力或由于转子的振动而引起的振动。

发明内容

本发明的目的是，实现一种用于运行具有定子和转子的电机的方法，其中定子的线圈头部具有长的使用寿命。

如下执行根据本发明的用于运行具有定子的电机的方法，所述定子具有由电导体制成的线圈，所述线圈具有两个相对置的线圈头部电机：同时地检测振动测量值，借助于所述振动测量值能够与时间相关地确定这两个线圈头部的椭圆振动模式；确定这两个线圈头部的椭圆振动模式的椭圆斜度和相位；确定电机的临界工作状态，在所述临界工作状态中，这两个线圈头部的椭圆振动模式的椭圆斜度和相位基本上是相同的；运行电机，使得借助于改变电机的无功功率来避免临界工作状态。

电机能够为同步电动机和发电机。线圈头部的振动为受迫振动，所述受迫振动因周期性的激励而产生。线圈头部执行的运动称为运行振动形式。由于周期性的激励，运行振动形式不一定是线圈头部的本征形式。线圈头部的运行振动形式由不同的运行振动模式叠加而成。根据本发明，处理振动测量值，使得从不同的运行振动模式中提取椭圆振动模式。在双极型发电机中，椭圆振动模式是主要的运行振动模式、即最使线圈头部磨损的运行振动模式。椭圆振动模式分别通过振动频率和椭圆斜度来表征，所述椭圆斜度即椭圆的轴线在空间中的位置。在双极型发电机中，椭圆振动模式的振动频率是电网频率的两倍，与此相应地，特别是在50Hz的发电机中为100Hz，或者在60Hz的发电机中为120Hz。如果这两个线圈头部的相应的椭圆的轴线彼此以90°错开，那么振动是非临界的。在一些工作状态中，这两个椭圆振动模式基本上具有相同的椭圆斜度和相同的相位。如果是这种情况，那么由于两种不同的激励机制的激励力矢量的叠加、即电机的叠片组的椭圆化的和作用于线圈头部的电流作用力的激励力矢量的叠加，线圈头部经受高的机械负荷。通过识别出临界工作状态的方式，所述临界工作状态能够通过改变无功功率来避免，由此电机具有长的使用寿命。

改变无功功率能够通过提高或降低励磁电流来实现。励磁电流流经励磁线圈并且在电机中产生时间上恒定的磁场。如果电机为发电机，那么发电机的操作者同样能够用负载分配器来协调无功功率消耗或无功功率输出的改变。无功功率的降低例如能够通过借助另一个发电机提高无功功率来补偿。

优选在均匀地分布到每个线圈头部的环周上的并且分别设置在相同的轴向位置中的至少八个和至多十二个测量部位上检测线圈头部的振动测量值。

优选定子具有叠片组并且所述方法具有下述步骤：检测借助于其能够与时间相关地确定叠片组的椭圆振动模式的振动测量值，并且同时地一起检测借助于其能够确定这两个线圈头部的椭圆振动模式的振动测量值；确定电机的另外的临界工作状态，在所述另外的临界工作状态中，线圈头部中的至少一个和叠片组的椭圆振动模式的椭圆斜度和相位基本上是相同的；运行电机，使得借助于改变无功功率来避免另外的临界工作状态。线圈头部的振动是不同的激励机制的结果。通过记录线圈头部的和线圈芯的振动，有利的是，可以关于不同的激励机制进行分析。不同的激励机制能够是作用于线圈头部的电流作用力和线圈芯的椭圆化。另外的临界工作状态通过下述方式得出：这两种激励机制同时进行并且通过所述方法的优选的实施方式有利地避免。

优选在下述轴向位置中检测叠片组的振动测量值，所述轴向位置位于这两个线圈头部之间的中部中。在该位置上，叠片组的振动有利地受激励机制影响小，所述激励机制由作用于线圈头部的电流作用力引起进而基本上反映出叠片组的椭圆化。叠片组的振动测量值优选在均匀地分布到线圈芯的环周上的并且设置在相同的轴向位置中的至少八个和至多十二个测量部位上检测。