水电厂发电机转子支架配筋工艺措施

某水电厂一号机发电机转子增容改造,保留原转子支架,重新设计磁极、磁轭,在原主立筋外加焊副立筋以增大磁轭内径,施工工艺复杂,技术难度大。本文详细描述了发电机转子支架配筋工艺措施,并为转子支架配筋提供完善的技术措施,确保了转子支架配筋的顺利完成。     

基于Pro/E和ANSYS的发电机转子横截面的应力分析

出口越南的某卧式水轮发电机组,其单机容量为额定功率6 750kW,额定转速1 000r/min.针对其单机容量、转速高等特点,在简要介绍转子部件结构特征的基础上,重点通过对机组额定与飞逸工况下,发电机转子横截面结构应力分析的实例,介绍了Pro/E模型的导入以及有限元分析方法,最后对计算结果进行分析总结.分析过程中实现了Pro/E建模和ANSYS的仿真相互集成,通过软件各自的优势完成了模型建立和有限元分析.分析结果表明,主轴及磁极的结构达到了设计要求,与传统计算方法相比,其精度更能满足工程要求,且效率高.     

水电站发电机转子组装——以糯扎渡水电站发电机转子组装为例

根据糯扎渡水电站转子机组的结构形式、设计特点,以及该系统在安装过程中出现的问题及处理措施,简述对转子机组安装工序、质量控制要求及技术控制措施,并对关键工序的技术要点作了详细论述,为后续机组的设计加工以及施工提供借鉴。转子主要由转子中心体、圆盘式分瓣支臂、磁轭、磁极及其他附件组成,圆盘支架由1个中心体和8瓣支臂在9工地组焊成整体。支架的下部设有48块制动环,磁轭的外侧挂装48个磁极。组装过程主要分为支架组焊、磁轭冲片叠装、磁极挂装等。     

基于CFX双向固流耦合的涡轮发电机研究

实际钻井中,当钻井液排量为28～35 L/s,电机转子转速需要达到3 000 r/min,而涡轮的设计对于该性能起着至关重要的作用。为了研究不同涡轮叶片数量和涡轮出、入口角度与发电机性能的关系,采用有限元方法,通过AnsysWorkbench–CFX双向固流耦合的方式,对不同的涡轮结构分别进行建模、划分网格、计算分析,指出现有设计的缺陷,提出改型的意见。分析结果表明,入、出口角度73°涡轮在额定流量下转速偏高且气穴现象严重,需要减小该角度或叶片数量,并增加流筒的内径。     

大型二极汽轮发电机定子端部绕组共振的二重点理论

为解决大型二极汽轮发电机定子端部绕组常出现的振动问题,建立了端部绕组的简化模型,采用有限元法计算了该结构的低阶模态,给出了端部绕组主振型的近似表达式;基于磁拉力的空间分布,通过振型叠加法推导出了端部绕组强迫振动响应的计算公式.研究发现,大型发电机端部绕组只有同时满足2个条件——磁拉力频率等于或接近端部绕组固有频率,主振型的周向行波数等于发电机的极数,才可能发生共振,简称为端部绕组共振的二重点理论.根据二重点理论,当额定工作转速为3 000 r/min的二极发电机定子端部绕组发生共振时,可以调整端部绕组的固有频率使其避开100 Hz,也可以选择修改端部绕组的结构使其主振型中不再出现椭圆振型.     

12相低速永磁同步电动机电磁设计与分析

多相永磁同步电动机能够在低电压供电场合实现大功率、低噪声和高可靠性驱动.介绍了额定转速120,r/min的3.5,MW低速永磁同步电动机设计过程,转子为表贴式结构,合理地选择相数和槽极数配合,定子采用192槽40极4,Y相移15°分数槽双层短距分布绕组,整个定子可以看作由4个48槽10极4,Y相移15°单元电机构成.所设计的多相永磁同步电机径向力波模数高,引起的电机壳体振动幅度小.分析了单元电机的永磁电动势、电枢反应磁动势和电磁转矩特点.对电机进行了电磁优化设计,给出了电机主要结构参数.分析结果表明:该电机的电磁脉动转矩小,能够获得较好的力能指标.     

内置式U形永磁同步发电机转子结构优化

针对永磁同步发电机齿谐波含量大、电压畸变率高及存在齿槽转矩的问题,对内置式U形永磁同步发电机转子结构进行了优化.研究了齿槽转矩产生的原因,以6极72槽内置式U形永磁同步发电机为例,利用有限元方法分析磁极偏移程度及非均匀气隙程度对齿槽转矩及电压畸变率的影响.分析了圆形轴向转子通风道位置对永磁同步发电机性能的影响.结果表明:磁极偏移可以使齿槽转矩相位发生周期性变化,当磁极偏移0.5齿距时,所对应齿槽转矩最小,约为原来的25%;永磁同步发电机的齿谐波含量、电压畸变率及齿槽转矩随非均匀气隙程度的增加而降低;当转子通风道位置处于合适位置时,在去磁最严重的情况下,永磁体最小磁密面的磁密最大,说明适当的转子通风道位置可以降低永磁体的退磁风险;对于文中发电机,当转子通风道位置顺时针偏转2°机械角度时,永磁磁钢最小磁密面的磁密最大为0.331 7 T.     

大型灯泡贯流式发电机定转子拆吊技术

灯泡贯流式机组采用卧轴水平布置,水轮机、发电机共用一根大轴为两支点双悬臂的支承方式。因运行设计水头低,额定转速小,与同容量其它机型比较定转子直径大,且为卧轴布置,其定转子拆吊过程中与立式机组存在较大区别。本文以飞来峡电站机组A级检修过程中拆吊转子为例,对定子、转子拆吊技术进行了总结,以期对大型灯泡贯流式发电机转子拆吊有所借鉴。     

双凸极永磁电机结构尺寸对性能的影响

提出了一种新型12/8极的双凸极永磁电机,该电机定转子铁芯均由硅钢片叠压而成.通过2D有限元计算和仿真分析了电机的结构、基本工作原理和非线性建模,并讨论了电机结构尺寸变化对其性能的影响,如定子磁轭厚度、转子极弧宽度和转子斜槽角度.最后对电机的控制策略进行了优化.     

一种低速定子无铁芯AFPMSG的性能参数分析

针对永磁发电机电能质量低及永磁材料成本高的问题,研究了一种双外转子内定子无铁芯轴向磁通永磁发电机气隙磁密、电压调整率和电磁转矩波动的性能参数.阐述了发电机电磁结构及优点,借助三维有限元分析方法,优选一种"切饼"型磁极结构及关键参数.在综合考虑提高永磁材料利用率基础上,对比分析极弧系数、永磁体厚度和气隙长度等参数对所研究发电机性能的影响.磁极结构及参数优化表明,文中所研究的"切饼"型磁极结构功率密度最大,永磁体用量比梯形结构减小了11.5%,电压波形畸变率减少26.2%,提高了发电机性价比.样机的输出性能测试验证了该参数设计的正确性和有效性.     

小型风力外转子永磁发电机试验台研发

为了测试小型风力外转子永磁发电机的性能,研制了外转子永磁发电机试验台。该永磁发电机试验台硬件部分主要由驱动装置、检测装置以及其他辅助装置组成;软件部分负责数据采集、数据处理以及数据分析。永磁发电机由三相异步电动机驱动,通过变频方式来调节转速,以此模拟永磁发电机在不同风力情况下的工况。实例测试和分析表明:该试验台可以满足功率400 W、转速250 r/min以下的小型外转子永磁发电机的性能测试需求。     

基于Maxwell的悬挂式无刷爪极电励磁发电机磁极参数优化分析

悬挂式无刷爪极发电机具有励磁调节方便、无附加磁路气隙、磁路对称、工作可靠等优点,同时也存在漏磁系数大、发电效率较低的问题。通过对悬挂式无刷爪极发电机磁极结构尺寸的参数化分析,实现磁极参数的优化和发电效率的提高。利用有限元软件对发电机不同参数建模仿真,结果表明:与法兰盘相连的弯折半径是决定磁路磁场饱和的主要因素;磁极厚度、极弧系数等磁极参数存在最优取值范围,优化后发电机主气隙峰值磁密提高、平均值增大,发电效率提高。补充了悬挂式无刷爪极电机的仿真分析基础,可据此对相关参数进行匹配设计。     

基于Pro/E的动态循环污水光催化处理装置虚拟样机的运动仿真

本文利用Pro/E软件的运动仿真功能,对动态循环污水光催化处理装置的虚拟样机进行了转速和加速度的运动仿真,得到了电动机在20r/min-45r/min不同转速下的实验装置的输出轴、搅拌轴转速,并与理论计算的转速进行了比较,结果表明:该装置的结构及传动系统的设计符合设计的要求。     

非均匀磁极盘式无铁心永磁ISG电机设计与分析

为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙磁场分布作为设计指标,利用三维有限元分析软件对电机的永磁体极弧比例、电枢直径比、转子轭部厚度等结构参数进行参数化优选。与预估结构参数对比表明:优选后电机永磁体主副磁极比例为5∶2∶1∶2时,气隙磁密基波幅值提高了9.72%。三层叠式绕组可增加线圈有效边长度,提高气隙磁场利用率,感应电动势平均值增加了8%。     

永磁涡流耦合器传递转矩计算方法研究

永磁涡流耦合器作为一种传动装置,传递转矩的有效计算是评价其传动性能的重要指标.针对一台6磁极对数、额定输入转速1450r/min的永磁涡流耦合器,首先,根据耦合器几何结构,采用有限元方法对磁力线走向进行了仿真分析,获得永磁涡流耦合器的磁路分布,进而通过分析漏磁边界条件得到了泄漏磁阻和有效磁动势;其次,建立导体盘涡流的坐标系,根据趋肤深度和安培环路定律,考虑磁场分布的连续性和对称性,构建了耦合器的磁感应强度方程;然后,根据导体盘涡电流密度和电导率的数学关系,同时考虑三维端部效应,得到了传递转矩的解析结果;最后,建立样机试验平台和三维有限元模型对该方法进行验证.结果表明,在一定的转速差范围内,所提计算方法具有较好的精度,相对误差在6%以内.采用该方法对永磁涡流耦合器的设计优化提出了一些合理化建议.     

新型双盘磁齿整流发电机结构及运行特性

为了实现波浪能的采集与高效转换,加快波浪能开发利用,提出一种新型双盘磁齿整流发电机(double disk magnetic tooth rectifier generator,DDMTRG)。首先,介绍发电机的结构特点和整流原理,结合盘式转子和磁齿轮工作特点分析其结构参数;其次,采用气隙比磁导法及有限元仿真分析该发电机的空载电磁特性和负载输出特性;第三,基于矩角特性分析磁齿轮的带载能力,由外定子各典型位置磁密特征解析该发电机铜耗和铁耗;最后,讨论外定子、盘式转子和磁齿轮结构参数对该发电机运行特性的影响规律。研究结果表明：该电机可将浮子的上下浮动转换为发电机单一方向的旋转运动,实现了波浪运动的整流,效率在94%左右,能量利用率较高;空载气隙磁密和电动势波形正弦性较优,计算结果基本吻合;磁齿轮结构参数对该发电机运行特性影响较大,当盘式转子外圆周永磁体极弧系数为0.6,厚度为4.5 mm,气隙长度为0.5 mm,轴向长度为100 mm,磁齿轮半径为35 mm,长度为40 mm,磁齿轮外圆周永磁体厚度为4 mm,极弧系数为0.8时,双盘磁齿整流发电机的性能较优,发电效率较高,磁齿轮带载能力较...     

新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG设计与分析

为解决传统Halbach永磁阵列无铁芯轴向磁通永磁发电机(AFPMG)由于磁极永磁体用量增加而导致功率密度降低的问题,提出了一种变辅助磁极参数(极角和充磁夹角)的新型三段Halbach永磁阵列无铁芯AFPMG.采用三维有限元法,对新型三段Halbach永磁阵列辅助磁极极角和充磁夹角进行了多目标优化设计,从而确定了最佳辅助磁极参数.最后对比了无铁芯AFPMG中采用不同磁极结构对发电机电压波形质量和功率密度的影响.结果表明：新型永磁发电机可以使发电机电压正弦波畸变率由2.40%下降为0.44%;相较传统两段Halbach和传统三段Halbach永磁阵列的无铁芯AFPMG,新型永磁发电机功率密度得到显著提高;新型永磁发电机的永磁体用量减少了16.68%,进而减轻了转子盘质量,使发电机更加适于低风速下稳定发电.     

利用高速动平衡解决200MW发电机振动问题

沙角A电厂由于#1机发电机轴颈磨损严重,对轴颈进行了车削。机组投运后存在发电机转子临界转速时瓦振报警、额定转速下轴振报警的情况,结合实际情况制定了针对性的消振措施,处理后机组振动达到了优秀水平。     

华工科技攻克三峡发电机制造难关 磁轭冲片完美切割

日前，东方电机股份有限公司制造的三峡发电机转子在三峡电厂完成装配，即将投入运行．据专家介绍，整台发电机转子的磁轭冲片采用激光技术切割完成，在国内尚属首次，这是中国发电机部件加工能力提高的结果，而激光数控切割机是由华工科技激光公司制造的．     

高速电机高精度伺服控制

普通位置传感器在高转速下无法实现高精度的电机转子位置反馈,严重制约高速电机伺服控制发展.针对此问题,提出了一种可以在高转速下精确反馈转子位置的单对极磁电编码器,并针对其反馈滞后的特性提出了可保证控制精度的补偿方法.同时设计了实验系统,对一台600,W、4对极、额定转速20,000,r/min的永磁同步电机进行控制实验.实验结果表明,此方法有效地利用位置传感器实现了高速电机的伺服控制.