[发明专利]一种模拟气隙偏心故障的动模发电机组和模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别是一种可模拟气隙偏心故障的发电机组和模拟方法。

背景技术

发电机是关系国民经济生产的重要基础设备，由于制造、运行等诸多因素，大多数发电机都存在气隙偏心的状况。气隙偏心是指定子与转子间气隙存在一定程度的不均匀。气隙偏心包括气隙轴向偏心和气径向隙偏心（两者均存在称为三维气隙混合偏心），其中气隙径向偏心又包括静偏心、动偏心，以及动静复合偏心。气隙径向静偏心是指偏心后径向最小气隙位置固定不变的偏心，例如由于导轴承偏移、定子铁芯变形所造成的气隙径向偏心即属于静偏心。气隙径向动偏心是指偏心后径向最小气隙位置会随着转子的旋转而发生变化的偏心，例如，转子表面圆度不齐所造成的径向偏心即属于动偏心。动静复合偏心是指既有径向静偏心同时又有径向动偏心。目前通常所说的气隙偏心大多是指二维气隙偏心，即径向偏心，所报道的关于气隙偏心故障的研究也大多针对气隙径向偏心。而事实上，除了径向气隙存在不均匀外，气隙在轴向方向上也会存在不均匀的情况，即轴向气隙偏心，例如转子由于各种原因产生了轴向位移，导致定转子间磁感线有效切割区域的气隙一侧多另一侧少，从而形成轴向气隙偏心的情况，在水轮发电机中，轴向气隙偏心比较常见。

气隙偏心故障会使发电机轴承的工作情况恶化，加剧定转子振动，导致定子铁芯变形、绕组磨损和绝缘破坏等危害。现阶段针对气隙偏心故障的研究大多基于理论计算或计算机模拟仿真，没有可以同时对气隙径向动静复合偏心及轴向偏心故障进行模拟的实验机组，因此无法对三维气隙混合偏心故障进行模拟，不利于对气隙偏心故障的分析、研究和预防。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷，提供一种模拟气隙偏心故障的动模发电机组，它能够直观、方便地模拟不同程度的气隙径向偏心故障、气隙轴向偏心故障，以及三维气隙混合偏心故障，从而为气隙偏心故障的分析、研究和预防提供基础。

本发明所述技术问题是以下述技术方案实现的：

一种模拟气隙偏心故障的动模发电机组，它包括固定底架、直流驱动电机、模拟发电机和连轴器，所述直流驱动电机和模拟发电机设置在固定底架上，直流驱动电机通过连轴器连接至模拟发电机；所述模拟发电机包括转子和定子，转子通过轴承座固定在固定底架上，所述动模发电机组还包括径向调整机构。

上述模拟气隙偏心故障的动模发电机组，所述发电机组还包括轴向调整机构，所述轴向调整机构包括设置在固定底架上的导轨运动台，导轨运动台上设置水平导轨和与水平导轨平行的等间距排列的定位孔，定子通过定子定位螺栓固定在导轨运动台上；定子定位螺栓与不同定位孔配合时，定子相对于转子产生不同程度的轴向位移。

上述模拟气隙偏心故障的动模发电机组，所述径向调整机构包括径向静偏心调整机构和径向动偏心调整机构。

上述模拟气隙偏心故障的动模发电机组，所述径向静偏心调整机构包括竖直导轨、起盖螺钉和千分表测量装置，所述竖直导轨设置在导轨运动台与固定底架之间；导轨运动台的四个角分别安装起盖螺钉，导轨运动台和固定在导轨运动台上的定子通过起盖螺钉沿竖直导轨产生径向位移，径向位移量通过千分表测量装置进行测量。

上述模拟气隙偏心故障的动模发电机组，所述千分表测量装置包括千分表和千分表支架，所述千分表通过千分表支架固定在固定底架上，千分表测头顶在导轨运动台的上表面。

上述模拟气隙偏心故障的动模发电机组，所述径向动偏心调整机构包括设置在转子上的偏心楔条、限位卡环和端部螺母，所述偏心楔条对称嵌装在两个转子大齿中间铣出的偏心槽内，偏心楔条通过汽端侧的限位卡环和端部螺母实现轴向固定，通过其本身与偏心槽之间的梯形截面配合实现径向固定；偏心楔条有三组，每组为对称的两条，偏心槽中嵌装不同组数的偏心楔条，转子将产生不同程度的径向动偏心。

上述模拟气隙偏心故障的动模发电机组，所述两个偏心槽设置在转子的两个大齿中间，两者呈对称布置，偏心槽靠近圆心侧的宽度大于远离圆心侧的宽度；三组偏心楔条与偏心槽的形状相对应。

一种利用上述动模发电机组进行气隙偏心故障模拟的方法，

（1）、通过轴向调整机构模拟气隙轴向静偏心的方法为：卸下定子定位螺栓；推动定子沿水平导轨移动，定子相对转子产生轴向位移，位移量与需设置的气隙轴向静偏心故障程度成正比；安装定子定位螺栓固定所设置的位移量；