[发明专利]一种实时工况下无刷励磁机的转子温度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机转子温度测量方法，具体涉及一种无刷励磁机的转子在全工况下测量其温度的方法。

背景技术

随着全球能源告急，人类发展清洁、高效型能源已迫在眉睫，核能源利用依然成为我们当下必选之一，而百万千瓦级机组将逐步成为我国电力发展主力机组，也是当今我们核电发展首选的主力机组，所以高参数机组的安全稳定运行是关乎核电安全生产的重要环节，作为发电机最重要的部件之一——转子，由于其工作环境恶劣，受力较大，正是核电百万千万级机组寿命薄弱的环节之一，因此能够实时地掌握机组转子的热应力水平，对核电站的安全稳定运行是十分重要和有意义的。

无刷励磁发电机(无刷励磁机)是一台旋转电枢式交流发电机，它和发电机联成同轴，整流装置也安装在发电机转子上，励磁机的电枢和发电机转子同轴旋转。这种工作方式的优点是取消了流通大电流的滑动接触，故运行可靠，维护也比较方便，节省了厂房内宝贵的空间。但是也带来一些问题，如无法直接测量其转子电流和电压，因此不能根据获得的转子电压和转子电流后得出转子电阻，再通过转子电阻和温度的对应关系来推算出转子温度。生产发电机的厂家在转子出厂时，会根据此转子的特性提供在特定励磁电流值下其转子电压和转子电阻子函数关系式，如电流40A、60A、75A时的转子温度，其对应的转子电压和转子电阻子函数关系式为U＝f(R)(例如U＝AR²+BR+C，这里的A、B、C在不同电流下并不相同)，但是没有给出转子在任意励磁电流值时对应的转子电压和转子电阻子函数关系式，但核电站现场的的励磁电流是在全工况范围内连续变化的，因此需要一种分析处理得到全工况下无刷励磁机的实时励磁电流值变化时对应的转子电压和转子电阻函数关系式，进而实现无刷励磁机在转子温度全工况范围内的监视。

发明内容

为解决现有技术中无法直接测量得到无刷励磁机的转子温度问题，本发明提供一种根据现有数据计算出全工况下无刷励磁机的实时励磁电流值对应的转子电压和转子电阻子函数关系式，再利用迭代算法来得到无刷励磁机的转子温度的方法。具体方案如下：一种实时工况下无刷励磁机的转子温度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、获取无刷励磁机的特定励磁电流值及其对应的转子电压和转子电阻子函数关系式；

步骤2、将所有特定励磁电流值由小到大进行排序，并将相邻的两个特定励磁电流值划分为一个区域；

步骤3、获取无刷励磁机当前的实时励磁电流值I，并根据实时励磁电流值I的大小将其划分到隶属的特定励磁电流值组成的区域中；

步骤4、利用下述公式得到实时励磁电流值I对应的转子电压和转子电阻子函数关系式M：

α＝|I_j-I|/|I_(j+1)-I_j|    (1)

β＝|I_(j+1)-I|/|I_(j+1)-I_j|    (2)

M＝β×M_j+α×M_(j+1)    (3)

其中I_j、M_j、β分别为区域内小特定励磁电流值，与其对应的转子电压和转子电阻子函数关系式，及此转子电压和转子电阻子函数关系的权重系数；I_(j+1)、M_(j+1)、α分别为区域内大特定励磁电流值，与其对应的转子电压和转子电阻子函数关系式，及此转子电压和转子电阻子函数关系的权重系数；

步骤5、基于无刷励磁机的实时励磁电流值I和其对应的转子电压和转子电阻子函数关系式M，利用无刷励磁机的转子温升ΔT₂和功率P_ex呈线性关系的特征，通过迭代算法，得到无刷励磁机的转子温升ΔT₂，将转子温升ΔT₂加上无刷励磁机转子的初始温升ΔT₀即得到无刷励磁机的转子温度。

为减少误差：所述步骤2首先要将无刷励磁机的所有特定励磁电流值与其转子电压和转子电阻子函数关系式进行一一对应。

为提高计算的精度：所述步骤3中划分实时励磁电流值I所隶属特定励磁电流值区域的方法为：当实时励磁电流值大于某个区域内小特定励磁电流值且小于或等于大特定励磁电流值时，即划入此区域。

为得到需要的转子温度值：所述步骤5中的迭代算法过程为：

R＝R₂₀×(235+T)/(235+20)    (4)