一種發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動的參數(shù)化計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動的參數(shù)化計(jì)算方法，可用于汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心的倍頻振動分析，其特征在于，發(fā)電機(jī)定子鐵心有限元模型的參數(shù)化建模，通過定子鐵心電磁激振力的公式計(jì)算實(shí)現(xiàn)參數(shù)化加載，計(jì)算完成后自動輸出發(fā)電機(jī)定子鐵心的倍頻振動值、振動變形模式圖和振動響應(yīng)頻譜曲線圖。本發(fā)明提供的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)計(jì)算結(jié)果偏大的不足，可以完成多種定子鐵心的倍頻振動計(jì)算，操作簡單，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算方法與流程的標(biāo)準(zhǔn)化，避免了不同研發(fā)人員計(jì)算時出現(xiàn)的結(jié)果偏差，同時大幅縮短計(jì)算周期，一定程度上降低了設(shè)計(jì)成本。
【專利說明】一種發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動的參數(shù)化計(jì)算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動的參數(shù)化計(jì)算方法，適用于發(fā)電機(jī)與大 型電機(jī)，屬于發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動計(jì)算和改進(jìn)的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動計(jì)算是發(fā)電機(jī)總體設(shè)計(jì)的一個重要部分，主要用于分析 發(fā)電機(jī)定子鐵心的振動，優(yōu)化與改進(jìn)定子鐵心截面的形狀與結(jié)構(gòu)尺寸。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接通 勵磁電流后，轉(zhuǎn)子變成一個電磁鐵，其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的大部分經(jīng)轉(zhuǎn)子、氣隙及定子鐵心形 成閉合回路。定子鐵心將受到一定頻率的電磁激振力，如果鐵心的固有頻率接近電磁激振 頻率，就會引起破壞性的共振。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，必須對發(fā)電機(jī)定子鐵心的倍頻振動進(jìn)行 研究分析，以保證發(fā)電機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003] 以往的定子鐵心倍頻振動計(jì)算采用的都是靜力等效的方法，S卩，將鐵心簡化為一 個圓筒，并在外徑處施加一對反向的集中靜力，計(jì)算得到鐵心的靜變形后再乘以動力放大 系數(shù)得到鐵心的倍頻振動。此種計(jì)算方法存在以下不足：（1)計(jì)算中未考慮鐵心的剪切變 形；(2)計(jì)算采用平面應(yīng)力假設(shè)，不適用于大長徑比的鐵心；（3)計(jì)算將鐵心假設(shè)為一個圓 環(huán)并不考慮齒的影響，忽略了齒對鐵心整體剛度的貢獻(xiàn)。因此，采用以往的靜力等效方法計(jì) 算得到的鐵心倍頻振動值通常偏大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于多種定子鐵心截面、計(jì)算精準(zhǔn)、操作 簡單、可實(shí)現(xiàn)計(jì)算方法與流程標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動的有限元計(jì)算方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了 一種發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振 動的參數(shù)化計(jì)算方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1、建立定子鐵心截面模型，其特征在于：
[0007] 步驟2、計(jì)算施加于步驟1建立的定子鐵心截面模型齒部的磁拉力，該磁拉力的實(shí) 部 Pr = P(ic〇sk Θ，虛部 P1 = PtlSink Θ，式中：
[0008] k為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的極數(shù)；

【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)電機(jī)定子鐵心倍頻振動的參數(shù)化計(jì)算方法，包括以下步驟： 步驟1、建立定子鐵心截面模型，其特征在于： 步驟2、計(jì)算施加于步驟1建立的定子鐵心截面模型齒部的磁拉力，該磁拉力的實(shí)部Pk =PtlCosk Θ，虛部 P1 = PtlSink Θ，式中： k為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的極數(shù)； I I π Dv Il=P--r...............................................^，式中· Ic^nvWr Ksf XDl^nsWs · 1。為定子鐵心的長度，nv為定子鐵心徑向通風(fēng)孔數(shù)量，Wv為定子鐵心徑向通風(fēng)孔寬度， Ksf為定子鐵心疊裝系數(shù)，Dg為氣隙平均半徑，Di為定子鐵心內(nèi)徑；n s為定子鐵心導(dǎo)線槽數(shù) 量，Ws為定子鐵心導(dǎo)線槽寬度； 式中： 2iTf.iQ0Q L θ? J Bmax為最大氣隙磁密，為空氣磁導(dǎo)率，Θ ^為極間中心線到轉(zhuǎn)子大齒旁邊第一個導(dǎo)線 槽中心線的角度； 步驟3、將步驟2計(jì)算得到的磁拉力施加于步驟1得到的定子鐵心截面模型的齒部，利 用有限元分析軟件計(jì)算并繪制鐵心倍頻振動隨頻率變化的曲線。
【文檔編號】H02K15/02GK104319955SQ201410620517
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】吳新亞, 張燕, 干保良, 李治, 劉文博, 何玉松 申請人:上海電氣電站設(shè)備有限公司