[发明专利]一种发电机定子铁芯损耗的试验方法及装置

说明书

本发明公开一种发电机定子铁芯损耗的试验方法及装置，方法包括：利用有限元法建立时变电磁场模型以及发电机定子模型；在发电机定子模型的激励线圈中增加预设频率的电流，得到试验结果，并将试验结果确定为场量分布标准；将发电机定子模型的激励线圈中的预设频率电流进行改变，将各个改变结果与场量分布标准进行对比，确定异频电流对发电机定子铁芯损耗的结果。本发明采用异频电流法开展发电机定子铁芯损耗试验能够保证铁芯发热分布与工频大电流激励时基本一致，确保了发电机定子铁芯损耗的试验准确性与效率，降低了现有试验方法耗费时间长，人力消耗大的问题。

技术领域

本发明涉及发电机试验技术领域，具体涉及一种发电机定子铁芯损耗的试验方法及装置。

背景技术

发电机定子铁芯由硅钢片叠合组装而成，叠片间存在短路故障时，会导致运行中出现局部过热的危险，故障区域出现的局部过热现象会随着故障程度的加深而逐渐增大。因此，在发电机交接试验、局部或全部更换定子绕组前后，以及在发现定子铁芯有损伤等缺陷时，必须对定子进行铁芯损耗试验，以测定铁芯单位质量的损耗。

在试验过程中，需要通过施加激励电流在定子铁芯中产生磁场，继而产生涡流使铁芯发热，激励电压一般选取380V工频电源，激励电流根据绕线匝数有所不同，但是总体来看发电机容量越大，需要的励磁电流越大。对于大型发电机，定子铁芯损耗试验中需要采用大截面积铜导线进行激励线圈布置，试验时的绕线工作是一项费事且艰巨的任务，使得试验耗费时间长，人力消耗大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种发电机定子铁芯损耗的试验方法及装置，解决了现有定子铁芯试验中，需要通过施加激励电流在定子铁芯中产生磁场，试验时的绕线工作导致试验耗费时间长，人力消耗大的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种发电机定子铁芯损耗的试验方法，包括：

利用有限元法建立时变电磁场模型以及发电机定子模型；

在所述发电机定子模型的激励线圈中增加预设频率的电流，得到试验结果，并将所述试验结果确定为场量分布标准；

将所述发电机定子模型的激励线圈中的预设频率电流进行改变，将各个改变结果与所述场量分布标准进行对比，确定异频电流对发电机定子铁芯损耗的结果。

本发明实施例提供的发电机定子铁芯损耗的试验方法，采用异频电流法开展发电机定子铁芯损耗试验能够保证铁芯发热分布与工频大电流激励时基本一致，确保了发电机定子铁芯损耗的试验准确性与效率，降低了现有试验方法耗费时间长，人力消耗大的问题。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，在所述将所述发电机定子模型的激励线圈中的预设频率的电流进行改变之前，所述方法还包括：

根据法拉第电磁感应定律，计算变化磁场中的不同感应电动势；

根据各个感应电动势，确定发电机定子铁芯损耗与感应电流之间的关系。

结合第一方面第一实施例，在第一方面第二实施方式中，所述根据各个感应电动势，确定发电机定子铁芯损耗与感应电流之间的关系，包括：

通过以下公式计算发电机定子铁芯损耗与感应电流之间的关系：

其中，P表示发电机定子铁芯损耗，E表示感应电动势，N表示线圈匝数，Φ表示磁通量，I表示励磁电流，表示磁路的磁阻，f表示感应电流频率，R表示感应电流在回路中电阻。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述将所述发电机定子模型的激励线圈中的预设频率电流进行改变，将各个改变结果与所述场量分布标准进行对比，确定异频电流对发电机定子铁芯损耗的结果，包括：

将所述发电机定子模型的激励线圈中的预设频率电流的幅值减小，确定电流幅值减小后的第一场量结果；