[发明专利]模拟机电交叉复合故障的永磁发电机实验装置

说明书

本发明公开了模拟机电交叉复合故障的永磁发电机实验装置，包括底座、直流驱动电机、永磁模拟发电机、轴承座、定子短路接线板及时间继电器等，先通过移动定子及定子绕组设定一定程度的气隙径向偏心，然后再通过控制时间继电器设置定子短路；或者先通过移动定子及定子绕组设定一定程度的气隙轴向偏心，然后再通过控制时间继电器设置定子短路。通过以上设置根据需要模拟不同程度的机电交叉复合故障。本发明方案可靠、易于实现，可对不同程度的发电机气隙径向偏心、气隙轴向偏心、定子短路、气隙偏心与定子短路复合故障进行模拟，为气隙偏心故障、定子短路故障及气隙偏心与定子短路复合故障的研究和实验分析提供可能。

技术领域

本发明涉及模拟机电交叉复合故障试验技术领域，更具体的说是涉及模拟机电交叉复合故障的永磁发电机实验装置。

背景技术

发电机气隙偏心是一种常见机械故障，是指定转子间气隙分布不对称，存在气隙在一侧多，在另一侧少的现象，例如转子偏移、定子铁芯受热变形都会导致气隙偏心故障的产生。目前通常所说的气隙偏心大多是指气隙径向偏心，它是一种静态的偏心，定子与转子间的最大最小气隙位置不会随着发电机的运行而改变。在多数情况下，发电机组除了气隙在径向存在不对称外，气隙在轴向方向上也会存在不对称情况，即轴向气隙偏心。例如发电机由于运行工况较差等原因使得转子产生了一定的轴向偏移，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，从而导致轴向气隙偏心的情况。

气隙偏心故障会使得发电机磁场发生改变，同时加剧定转子振动、造成定子铁心变形、绕组磨损和绝缘破坏等危害，绕组绝缘磨损以后极易发生短路故障。

定子短路是一种常见的电气故障，可以分为定子匝间短路故障和定子相间短路故障。由于永磁发电机内部转子是一个单独的永磁体，因此不存在转子短路故障。如果发电机组带病运行，则进一步发展可导致接地故障，甚至对机组造成无法修复的损伤。

现阶段针对永磁发电机的研究绝大多数都是单气隙偏心故障，或者单定子短路故障。少有能够同时进行气隙偏心和定子短路故障进行模拟的实验装置。

因此，如何提供一种能够满足模拟机电交叉复合故障实验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出模拟机电交叉复合故障的永磁发电机实验装置，能够满足模拟机电交叉复合的故障。

本发明提供的模拟机电交叉复合故障的永磁发电机实验装置，包括：

底座，为长方形的钢板结构；

直流驱动电机，固定于所述底座上；

永磁模拟发电机，包括定子、永磁转子及定子固定座，所述定子固定座与所述直流驱动电机并列布置于所述底座上；所述定子固定于所述定子固定座内部；所述永磁转子通过两组轴承座支撑于所述底座上，所述永磁转子的转轴连接所述直流驱动电机的输出轴，所述永磁转子转动于所述定子的中部；

其中，所述定子固定座上开设有多个第一径向偏心定位孔和第一轴向偏心定位孔，所述底座对应所述第一径向偏心定位孔和所述第一轴向偏心定位孔开设有多个第二径向偏心定位孔和第二轴向定位孔；通过固定不同的第一径向偏心定位孔和第二径向偏心定位孔实现所述定子及定子绕组径向偏心设置；通过固定不同的第一轴向偏心定位孔和第二轴向定位孔实现所述定子及定子绕组轴向偏心设置；

定子短路接线板以及多个时间继电器，所述定子短路接线板上设置有不同定子绕组短路百分比的两端接线头，不同定子绕组短路百分比的两端接线头设置分为A相、B相和C相；将A相、B相或C相中任一相匝间的两个两端接线头使用一根导线连接，并在定子绕组对应的相上引出连接线形成短路电路，该导线之间连接所述时间继电器控制通断，实现定子静态匝间短路故障设置；使用另一根导线将不同相之间的两个两端接线头连接，并在定子绕组对应的相上引出连接线形成短路电路，该导线之间连接一个所述时间继电器控制通断，实现定子静态相间短路故障设置。