[发明专利]一种模拟定子绕组绝缘磨损的装置及方法

说明书

本发明提供了一种模拟定子绕组绝缘磨损的装置，包括底部固定板以及可拆卸安装于所述底部固定板上的驱动电机、模拟发电机组件和激振器组件；所述驱动电机通过联轴器与所述模拟发电机组件相连接，所述激振器组件分别对称安装在所述模拟发电机组件的轴向侧两端和径向侧两端。本发明方案可靠、易于实现，可对发电机定子绕组绝缘磨损故障进行有效模拟，弥补当前空白，为发电机定子绕组绝缘磨损故障的研究和实验分析提供有效思路。

技术领域

本发明涉及发电技术实验装置领域，更具体地说，涉及一种模拟定子绕组绝缘磨损的装置及方法。

背景技术

大型发电机在运行过程中，其绕组必然会受到电场力、磁场力、热应力、机械应力的影响，加之工作环境的不确定性，发电机长期运行后很容易绝缘损坏出现绕组匝间短路的故障。随着机组使用年限的增长，这种故障发生的机率也越来越大。因此，大型发电机绝缘磨损一直是众多科研人员及企业技术员工研究的热点问题。

发电机在正常运行时定子就有一定的振动，而发电机转子偏心(机械故障)与绕组短路(电气故障)会造成更加剧烈的定子振动。实际运行的发电机几乎都有偏心情况，长期运行后偏心程度加剧，振动更加明显，这会造成绕组之间的摩擦破坏，而绕组的磨损会造成发电机匝间短路故障，这更加剧了发电机的振动。因发电机振动造成绕组绝缘磨损会进一步加剧发电机的机电耦合故障，严重时会发生机毁人亡的重大事故，故对于此类故障的深入研究刻不容缓，设计一种模拟机电交叉故障下定子绕组绝缘磨损的装置及实验方法势在必行。

一般发电机定子绕组采用双层叠绕组排布方式，这样的排布可以选择最有利的节距，在得到较多的并联支路数的同时可使电动势与磁动势波形接近正弦波，并且相同的线圈尺寸一致、线圈端部排列整齐有利于散热和增强机械强度。如此一般会产生两种绝缘破坏，分别是：单层绕组中每根导线间的绝缘破坏(匝间磨损)、上下层绕组间的层间绝缘破坏(层间磨损)。

单层绕组中每根导线间的绝缘破坏最常出现在梨形槽中，这种铁芯槽型由于其开口较小，安放线圈的时候只能少量多次下放，每根导线相对独立彼此相互摩擦，故易发生单层绕组中每根导线间的绝缘破坏。上下层绕组间的层间绝缘破坏比较常发生在矩形槽中，这种铁芯槽型开口宽度与槽内有效宽度相差不多，下线时往往采用整个线棒下线，故易发生层间绝缘破坏。

本发明的主要设计是将发电机定子绕组绝缘破坏的故障这一长期过程，按实际发生规律以人工方式合理加剧，缩短其周期进行研究，通过分析实验取得数据预测实际破坏发生的部位，从而达到防患于未然的目的。

发明内容

为了充分克服现有技术的上述缺陷，充实绕组绝缘磨损实验的手段，提供一种短检测周期实验室内的绕组绝缘破坏实验装置，它可以依照实际绕组受力规律，模拟绕组绝缘磨损情况，从而为永磁同步发电机定子绕组绝缘破坏故障的分析、研究和预防提供依据。

具体的，本发明提供了一种模拟定子绕组绝缘磨损的装置及方法，一方面，本发明提供了一种模拟定子绕组绝缘磨损的装置，包括底部固定板以及可拆卸安装于所述底部固定板上的驱动电机、模拟发电机组件和激振器组件；所述驱动电机通过联轴器与所述模拟发电机组件相连接，所述激振器组件分别对称安装在所述模拟发电机组件的轴向侧两端和径向侧的一端。

进一步的，所述模拟发电机组件包括发电机转子、转子转轴、发电机定子及绕组和定子支架，所述定子支架下端与所述底部固定板通过螺栓紧固。

进一步的，所述转子转轴两端分别通过轴承与电机支架转动连接，所述电机支架下端分别与所述底部固定板固定连接。

进一步的，所述激振器组件包括两个对称设置的轴向激振器，还包括两个对称设置的径向激振器。

进一步的，所述轴向激振器和所述径向激振器结构相同，包括激振器支架、激振器外壳、激振器推头组成，所述激振器推头上带有调整激振器与绕组间距的紧定螺钉，所述激振器推头上还开有2mm小孔；所述小孔可穿过尼龙扎带，实现往复振动的功能；所述激振器支架开设有腰型孔，便于调整激振器的相对位置。