[发明专利]一种水轮发电机原型机定子铁芯-机座系统固有频率测量方法

说明书

本发明公开了一种水轮发电机原型机定子铁芯‑机座系统固有频率测量方法，通过设置自动励磁调节器将水电机组的机端电压维持在额定值，通过设置调速器空载频率给定值，改变发电机转子旋转速度，实现改变定子铁芯‑机座系统激励输入—发电机转子旋转磁场力波转速频率，测量不同频率电磁力激振下水轮发电机原型机定子铁芯‑机座系统的频率响应函数。根据频率响应函数，可以找出最大振幅对应的频率值，该频率值即为水轮发电机原型机定子铁芯‑机座系统的固有频率。本发明只需停机安装传感器，无需申请大修，测量简单、方便，在水轮发电机组铁芯‑定子系统固有频率测量方面具有广泛引用前景。

技术领域

本发明涉及一种水轮发电机结构固有频率测量方法，具体涉及一种水轮发电机原型机定子铁芯-机座系统固有频率测量方法。

背景技术

工程实践中水轮发电机种类繁多、结构复杂。不同容量的机组采用的结构不同，例如对于大型或巨型机组往往转子采用斜支臂结构、定子采用斜立筋结构，而有的机组转子采用盒型结构、定子机座采用径向辐射型立筋。工程实践中往往存在大型水轮发电机组铁芯-定子机座振动偏大、需要测量定子铁芯及定子铁芯-定子机座固有频率的问题。现有结构的固有频率测量方法主要有：锤击法和共振法。理论上通过锤击试验能够测量定子机座的固有频率，但对于大结构尺寸的水轮发电机组，锤击法存在以下不足：(1)需要安装大量传感器；(2)需要多次局部锤击试验，难以一次性完整测量定子铁芯-定子机座系统的固有频率；(3)定子铁芯整体固有频率测量困难，必须申请机组大修，而水轮发电机组大修周期较长(约8年～10年)，当两轮大修期间发生振动偏大时将面临是否提前开展大修的抉择。而共振法需要提供宽广和大幅度的力，该方法难以实施。因此，工程实际中亟需一种新型发电机定子铁芯-定子机座固有频率测量方法，为及时诊断水轮发电机组定子振动问题、判断是否发生谐振、是否应提前进入大修提供技术决策支持。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种大型水轮发电机组定子铁芯-定子机座固有频率测量方法，它解决了常规定子铁芯-定子机座固有频率测量存在的用时较长、必须申请大修、测点布置多等问题。

一种水轮发电机原型机定子铁芯-机座系统固有频率测量方法，包括以下步骤：

步骤1：试验测点安装传感器；

所述试验测点安装的传感器包括加速度传感器和振动位移传感器，均安装在定子机座立筋上；

步骤2：将水轮发电机机组的运行工况调节至空载；

步骤3：依据调速器空载工况PID控制参数为最优参数时，设置调速器频率给定值，改变发电机转子转速；

所述空载工况PID控制参数为最优参数时，满足空载工况机组频率波动≤±1.5％额定频率；

所述空载工况调速器频率给定值设置，满足机组机端电压不低于空载电压最低值，且不大于空载电压最高值；

步骤4：从高到低依次设置试验测点上安装的传感器采样频率，并采集传感器信号，获得发电机定子铁芯-定子机座响应函数；

其中，发电机定子铁芯-定子机座响应函数的横坐标依次为水轮发电机机组额定转速的80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％、97％、98％、99％、100％、101％、102％、103％、104％、106％及108％，纵坐标为对应工况点下发电机定子机座振动加速度信号、振动位移信号的峰峰值；

步骤5：以发电机定子铁芯-定子机座响应函数中最大峰峰值对应的频率作为发电机定子铁芯-定子机座的固有频率。

所述加速度传感器和振动位移传感器在定子机座立筋的上、中、下三层布置；

上层、中层及下层均沿圆周方向均匀设置4个测点，每个测点同时布置1个加速度传感器和1个振动位移传感器；