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　　唐山高等�？茖W(xué)校學(xué)報某水輪發(fā)電機組不平衡電磁力的計算陳責(zé)清唐山尚等�？茖W(xué)�；�礎(chǔ)部，河北唐山063000強溪考機纟旦的不平衡電磁勹及電磁度進行了計算，解決了工程上的實際問。

　　中，類號。39不平衡電磁力又稱單邊電磁力，公發(fā)電機組電磁作用的結(jié)果。它能大幅度地降低軸系動態(tài)固有頻率，加劇軸系的振動，影響發(fā)電質(zhì)量。由于轉(zhuǎn)子不可避免地存在偏心，不平衡電磁力與偏心1方以，故不，衡電磁力又加劇了偏心。從而會產(chǎn)生史人的危害。閃此，心必要對+平衡屯磁力逃行全面深入地分析和計算，從而達到控制和減小它的目的。

　　水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)戶的個品著特點就是其全部磁極裸露地掛在磁軛，這給轉(zhuǎn)子磁勢的汁算和其它有關(guān)計算帶來了定的困難。本文針對湖南省強溪水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子和定子算，求得了并網(wǎng)對稱穩(wěn)態(tài)運行工況下的定子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢的數(shù)學(xué)達式和發(fā)電機氣隙磁場能量，再將此能量對振動偏心位移求偏導(dǎo)，求得不平衡電磁力及電磁剛度。為了求得氣隙磁場能量，必須先求得定子轉(zhuǎn)子的磁勢和氣隙磁導(dǎo)。下面依次進行求解。

　　1定子轉(zhuǎn)子的磁勢和氣隙磁導(dǎo)的計算乜弓迅溪水輪發(fā)電機姐的定了繞饑為雙層波繞組，4允路1形連接，繞機在定十圓周上，其相角電壓相序分布完全對稱，定子槽數(shù)為720個。1由于相數(shù)為3，發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶有88個磁極，故每極每相槽數(shù)為24.每極每相槽數(shù)為分數(shù)而不是整數(shù)的繞組稱為分數(shù)槽繞組。般大容玷低轉(zhuǎn)速的水輪發(fā)電機組都采用分數(shù)槽繞組其優(yōu)點是能降低槽絕緣所的中間增加锏鐵有效材料的利用率，降低電機的體積重量和制造費用；消弱諧波磁密所感應(yīng)的諧波電勢，使電勢波形接近爪弦形。

　　1.定子單相繞組磁勢的計算由于機組定子有720個槽，轉(zhuǎn)子極對數(shù)為44，者的最大公約數(shù)為4.由文獻2何知，整個定子槽可分為4個單元，每個單元占180個槽。以180個槽作為龍周期，得定子單相繞組磁勢的傅氏級數(shù)展開式為1定子相繞組合成磁勢經(jīng)計算，相繞組合成磁勢的最后結(jié)果為為定子電流有效值。

　　13轉(zhuǎn)子磋勢諧波分析轉(zhuǎn)88個磁極均勻掛裝在磁輒。，在進于轉(zhuǎn)子磁勢諧波分析時，1將磁極沿周向展開，轉(zhuǎn)磁勢每兩個磁極為個周期。在個周期柯應(yīng)2電角度內(nèi)，經(jīng)計算可得轉(zhuǎn)子磁勢為71為激磁電流=17為勵磁繞組的匝數(shù)丁為電角度。

　　斗氣隙磁導(dǎo)達式同時考慮凸極和偏心雙重影響時的氣隙磁導(dǎo)下式2氣隙磁場能量和不平衡電磁力的計算在前面對轉(zhuǎn)子磁勢和氣隙磁導(dǎo)，都是按靜止狀態(tài)單獨計兌的旦由轉(zhuǎn)子實小以旋轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)子磁勢基波相位應(yīng)超前定子磁勢基波相位729+電角度，其中，0為功率角，1功率因數(shù)角，故應(yīng)該把前匝的1逃行適當?shù)奶鎿Q以靜止不動的記戶作為參考系。

　　轉(zhuǎn)子磁勢農(nóng)達式3中的下要叫十什7玉如沐代替。令19+經(jīng)計算可得FjTCicos氣隙磁導(dǎo)達式4中的丁要用丁來替代。

　　氣隙磁場能量的計算公式為1上式中，天為轉(zhuǎn)子的平均半徑，1為轉(zhuǎn)子的有效長度為極對數(shù)。刪減掉些次要的高階小項，經(jīng)計算可得經(jīng)過復(fù)雜的計算，可得在額定運行狀態(tài)時，代入有關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算可得其中，心6.7=為轉(zhuǎn)子形心在兩個相互垂直方向上的振動位移量。

　　這里，為廣義平均氣隙長度。因為凸極機的轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙長度是凹凸變化的，在利用9進行計算時，必須先求出6的廣義平均值。計算過程如下。

　　己知在轉(zhuǎn)子外圓上每個磁極所的周長度為0.4381.兩磁極之間所占的周向長度為0.154，每個磁極和定子之間的最大氣隙長度為，03叫最小氣隙長度為0.02，取其平均為0.0251.兩磁極之間的設(shè)汁4隙長度為0.34，但考慮到勵磁繞組要有定的空間，故實際的氣隙長度可取為設(shè)計氣隙長度的半0.171.這樣。可按1〃式進行計兌不平衡電磁力在尤，7方向上的投影為其中，=6.272.為廣義平均氣隙。

　　利用上式，當給定振動偏心量義，7之后，不平衡電磁力也就很容易求解出來了。例如工程上規(guī)定振動偏心不許超過，小氣隙1說的，即，2為理論十算方他取；=O.OO2rW，v.9O6336lrfN，s相當于附加個噸的偏心質(zhì)量，要予以充分考慮。

　　定義電磁剛度為電磁力達式10式中尤或的次項的系數(shù)，有這個屯磁剛度與上導(dǎo)軸承的支承剛度。，1和下導(dǎo)軸承的支承剛度1.66入經(jīng)很接近。由于這個電磁約束會對軸系的動態(tài)同釕頻率產(chǎn)生較大的影響療計兌可知4，它能降低動態(tài)固有頻率35. 3幾點結(jié)論及建議1.本文給出了種簡便易行的求解水輪發(fā)電機組電磁力的新方法，本方法同樣可求得電磁剛度。

　　2人甩水輪發(fā)電機組的屯磁剛度會對軸系的動態(tài)固頻率產(chǎn)免較人的彩響，經(jīng)付本模型機饑兌，知，它能降低動態(tài)古頻率3雙。3.為降低不平衡電磁力，可盡量降低振動偏心和適當加大氣隙長度。

　　王以漢等。強溪水電站機電設(shè)計。水力發(fā)電，1994，5963.

　　白延年。水輪發(fā)電機設(shè)計與計這1.北京機械工業(yè)出版社。198牛秀巖。電機學(xué)肘。北京冶金工業(yè)出版社，1990.169195.

　　陳貴清。大型水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子軸系由電磁參數(shù)激發(fā)的彎曲及扭轉(zhuǎn)非線性振動研宄0.天津天津大責(zé)任編校趙鶴鳴