專利名稱：一種匹配一集流器以替換渦輪發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系中無刷式勵(lì)磁機(jī)的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于工業(yè)渦輪發(fā)電機(jī)組件的發(fā)電機(jī)場(chǎng)直流(DC)勵(lì)磁機(jī)，尤其涉及用靜態(tài)直流激勵(lì)系統(tǒng)來替換無刷式勵(lì)磁機(jī)(BE)的技術(shù)。
許多大型工業(yè)渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)如那些產(chǎn)生多于100兆瓦(＞100MW)的系統(tǒng)使用一臺(tái)無刷式勵(lì)磁機(jī)作為發(fā)電機(jī)電磁場(chǎng)繞組所需的直流電源。該直流電源通常稱為發(fā)電機(jī)激勵(lì)系統(tǒng)或簡(jiǎn)單地稱為“勵(lì)磁機(jī)”。
發(fā)電機(jī)的場(chǎng)繞組通常安裝在一個(gè)被定子圍繞的轉(zhuǎn)子上。該勵(lì)磁機(jī)電連接在轉(zhuǎn)子上的場(chǎng)繞組上。從轉(zhuǎn)子場(chǎng)繞組中的勵(lì)磁機(jī)來的直流電流形成一個(gè)圍繞該轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)。一臺(tái)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)子。當(dāng)從該轉(zhuǎn)子場(chǎng)繞組來的磁場(chǎng)通過該定子而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在定子繞組中誘生電壓。定子中的電流由發(fā)電機(jī)作為電力而輸出。
無刷式勵(lì)磁機(jī)已有不可預(yù)測(cè)的故障和修理昂貴的歷史。使用長(zhǎng)久以后，無刷式勵(lì)磁機(jī)往往更經(jīng)常地出故障，而其故障更嚴(yán)重。當(dāng)電力需求增多時(shí)，對(duì)用戶互聯(lián)電網(wǎng)的需求正在要求具有更快的動(dòng)力學(xué)特性和更高功率的發(fā)電機(jī)激勵(lì)系統(tǒng)。為了解決其問題，電力生產(chǎn)商常常選擇用靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)替換其無刷式激勵(lì)系統(tǒng)。
靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)是眾所周知的用于向較大的發(fā)電機(jī)渦輪組件中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的場(chǎng)繞組提供直流電流的已證明有效的技術(shù)。一個(gè)靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)通常包括一個(gè)直流電源和一個(gè)連接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的機(jī)械組件(常稱為“集流器”)。已經(jīng)知道如何用一個(gè)靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)來替換一個(gè)無刷式激勵(lì)系統(tǒng)。
為了替換一臺(tái)無刷式勵(lì)磁機(jī)，該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的集流器必須匹配于渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。將該集流器匹配于渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括這樣設(shè)計(jì)該集流器，使其在聯(lián)接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)具有像該無刷式勵(lì)磁機(jī)一樣的機(jī)械動(dòng)力學(xué)特性和振動(dòng)特性。通常，設(shè)計(jì)該集流器的工程師具有有關(guān)該渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)特性和振動(dòng)特性的廣泛的信息。
當(dāng)設(shè)計(jì)該集流器的工程師不具有有關(guān)該渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的廣泛信息時(shí)，情況就會(huì)發(fā)生。如果不能利用有關(guān)渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的詳細(xì)信息，那么匹配該無刷式勵(lì)磁機(jī)的機(jī)械動(dòng)力學(xué)特性和振動(dòng)特性就會(huì)成為問題。為了測(cè)定該較小的集流器轉(zhuǎn)子對(duì)原先有一無刷式勵(lì)磁機(jī)的渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性具有的影響，對(duì)于通常僅用于初始設(shè)備制造(OEM)的系統(tǒng)需要詳細(xì)的設(shè)計(jì)信息。存在各種測(cè)定系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的方法，但這些方法很費(fèi)錢。例如，許多有關(guān)渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的所需機(jī)械信息可以通過拆卸、檢查和測(cè)量渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的部件來獲得。拆卸渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)要求讓發(fā)電機(jī)渦輪組件離線和停工。
讓渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)離線來測(cè)量和收集渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常是不經(jīng)濟(jì)的。長(zhǎng)期感覺需要一種設(shè)計(jì)一臺(tái)集流器來替代一臺(tái)無刷式勵(lì)磁機(jī)而無需描述該渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的詳細(xì)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)而同時(shí)該無刷式勵(lì)磁機(jī)及其相關(guān)的渦輪發(fā)電機(jī)能繼續(xù)操作和發(fā)電的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明概述本發(fā)明可以實(shí)施為一種用一靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)來替換發(fā)電機(jī)的無刷式勵(lì)磁機(jī)的方法，該方法包括測(cè)量該無刷式勵(lì)磁機(jī)的多個(gè)尺寸；測(cè)定該激勵(lì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量慣性矩；形成一個(gè)具有基本上像該無刷式勵(lì)磁機(jī)一樣的質(zhì)量慣性矩的轉(zhuǎn)動(dòng)的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)；從發(fā)電機(jī)移去該無刷式勵(lì)磁機(jī)；以及將該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)附接到發(fā)電機(jī)上。
此外，本發(fā)明可以實(shí)施為一種用一靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)來替換發(fā)電機(jī)的無刷式勵(lì)磁機(jī)的方法，該方法包括測(cè)量該無刷式勵(lì)磁機(jī)的多個(gè)尺寸；測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重量和體積；從該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重量和體積來測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量慣性矩；根據(jù)測(cè)量的尺寸來測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重心并測(cè)定重量；根據(jù)該重心和重量來測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的力矩；測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩；將該質(zhì)量慣性矩匹配到一靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量慣性矩上；按照帶有匹配的質(zhì)量慣性矩的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來制造該集流器；以及用制成的集流器來替換該無刷式勵(lì)磁機(jī)。
本發(fā)明也可以實(shí)施為一種用于發(fā)電機(jī)的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的集流器，包括一個(gè)轉(zhuǎn)子軸；一個(gè)適合于連接到一發(fā)電機(jī)上并向該發(fā)電機(jī)的場(chǎng)繞組提供直流電流的聯(lián)軸器，以及一個(gè)與該轉(zhuǎn)子軸同軸并具有一質(zhì)量慣性矩的轉(zhuǎn)子塊，其構(gòu)型做成使得該集流器的質(zhì)量慣性矩基本上與原先聯(lián)接到該發(fā)電機(jī)上的無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩相等。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是一種無刷式勵(lì)磁機(jī)和轉(zhuǎn)子組件的側(cè)視透視圖；圖2和圖3分別是一種標(biāo)準(zhǔn)的集流器的側(cè)視圖和端視圖；圖4和圖5是用一集流器來替換該無刷式勵(lì)磁機(jī)的方法步驟的流程圖；圖6和圖7分別是一種帶一匹配的轉(zhuǎn)子塊的集流器的側(cè)視圖和端視圖。
發(fā)明詳述圖1表示一種傳統(tǒng)的無刷式勵(lì)磁機(jī)10。無刷式勵(lì)磁機(jī)10向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子12的電場(chǎng)繞組提供直流(DC)電力。無刷式勵(lì)磁機(jī)10的主要部件是一個(gè)副勵(lì)磁機(jī)、一個(gè)交流(AC)勵(lì)磁機(jī)和一個(gè)整流輪。一個(gè)無刷式勵(lì)磁機(jī)激勵(lì)系統(tǒng)10總的由兩個(gè)主要部件即直流電源14和機(jī)械封裝件19(附接于該渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng))組成。電源14提供直流電流和對(duì)該無刷式勵(lì)磁機(jī)的相關(guān)控制。機(jī)械封裝件19包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件18和圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)組件18的至少一部分的靜止組件(未示出)。
轉(zhuǎn)動(dòng)組件18通常包括一個(gè)或多個(gè)下列部件轉(zhuǎn)子軸20、二極管整流系統(tǒng)16、電樞繞組和組芯17、軸承22、通風(fēng)扇和永磁發(fā)電機(jī)。靜止組件16可以設(shè)置在一個(gè)圍繞該無刷式勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件18的外殼中。靜止組件16通常包括一個(gè)或多個(gè)下列部件(未示出)底座組件、電場(chǎng)繞組和組芯、軸承組件、直接冷卻空氣的擋板、熱交換器(如果是閉合環(huán)路冷卻系統(tǒng))與一個(gè)復(fù)蓋其它靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)組件18的保護(hù)箱(用虛線表示)。
無刷式勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子組件18通常為8英尺長(zhǎng)或更長(zhǎng)，重量超過6000磅。相反，靜態(tài)集流器較小較輕，如2000磅。由于尺寸和重量的這些差別，無刷式勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子組件18具有不同的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性，比起靜態(tài)集流器來，以不同的方式影響總的渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。尤其是，當(dāng)一根較短較輕的集流器軸聯(lián)接在一臺(tái)原先具有無刷式勵(lì)磁機(jī)的渦輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)器上時(shí)，該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性和振動(dòng)特性可以由于用集流器替代無刷式勵(lì)磁機(jī)而顯著變化。取決于該系統(tǒng)，激勵(lì)轉(zhuǎn)子的這種變化可以對(duì)整個(gè)發(fā)電機(jī)-渦輪機(jī)系統(tǒng)的操作具有負(fù)面影響。
圖2和圖3是一種傳統(tǒng)的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)30如集流器的側(cè)視圖和前視圖。該系統(tǒng)由兩個(gè)主要部件組成，一個(gè)直流電源(未示出)和一個(gè)附接在渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的機(jī)械封裝件，后者在工業(yè)中通常稱作“集流器”。該電源提供直流電流和集流器30用的相關(guān)控制器。該集流器的機(jī)械封裝件由轉(zhuǎn)子組件32和靜止組件(未示出)組成。轉(zhuǎn)子組件32通常包括一個(gè)或多個(gè)下列部件一根轉(zhuǎn)子軸34、兩個(gè)滑環(huán)36、一個(gè)通風(fēng)扇38和軸承40。轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器41將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接在該集流器上。該靜止組件為該轉(zhuǎn)動(dòng)組件提供一外殼和支承。該靜止組件包括與滑環(huán)接觸而將直流電力從該靜止電源向集流環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件輸送的電連接器。
集電器轉(zhuǎn)子組件30通常長(zhǎng)度小于8英尺而重量小于6000磅。該靜止組件通常包括一個(gè)或多個(gè)下列部件一個(gè)底座組件、一個(gè)電刷裝配組件、一個(gè)軸承組件、用于引導(dǎo)冷卻空氣的擋板和一個(gè)保護(hù)的包體(覆蓋靜止組件和轉(zhuǎn)動(dòng)組件)。
圖4和圖5是一幅流程圖，用于當(dāng)渦輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的細(xì)部不知道而該組件為了分析目的將作為“黑箱”而被處理。在步驟42中，測(cè)量一種現(xiàn)有的無刷式勵(lì)磁機(jī)的尺寸。通過測(cè)量勵(lì)磁器的磁場(chǎng)可以獲得無刷式勵(lì)磁器轉(zhuǎn)子的尺寸和形狀。當(dāng)該無刷式勵(lì)磁機(jī)連接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子或從該轉(zhuǎn)子上折下時(shí)可以進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量。
如圖6和圖7中所示，集流器轉(zhuǎn)子包括通常在其上面找到的傳統(tǒng)部件如轉(zhuǎn)子軸、軸承、風(fēng)扇和聯(lián)軸器。這些傳統(tǒng)部件的標(biāo)號(hào)與圖2和圖3中所示的傳統(tǒng)的集流器所用的標(biāo)號(hào)相同。該集流器也包括在集流器轉(zhuǎn)子軸上定位置和定尺寸的轉(zhuǎn)子塊60，使得在發(fā)電機(jī)界面聯(lián)軸器上的新集流器轉(zhuǎn)子的合成特性與無刷式勵(lì)磁機(jī)等效。
根據(jù)勵(lì)磁器測(cè)量，就可以在步驟43中測(cè)定勵(lì)磁器轉(zhuǎn)子的體積和重量。知道了勵(lì)磁機(jī)測(cè)量、體積及其重量，就可以在步驟44中計(jì)算相對(duì)于軸的軸向中心線的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量慣性矩(WR2)。同樣，在步驟46中也測(cè)定勵(lì)磁機(jī)的每個(gè)區(qū)段相對(duì)于轉(zhuǎn)子聯(lián)接面的重心。知道了每個(gè)區(qū)段的重心和重量，在步驟48中對(duì)勵(lì)磁機(jī)的每個(gè)區(qū)段測(cè)定慣性矩。該慣性矩是相對(duì)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器的無刷式勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)接垂直面進(jìn)行測(cè)定的。
在步驟50中，累加每個(gè)轉(zhuǎn)子區(qū)段的重量、轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量和慣性矩來測(cè)定待替換的無刷式勵(lì)磁機(jī)的總慣性矩(WR2)。在步驟54中，對(duì)電流和將來用途列舉了總慣性矩52、相對(duì)于聯(lián)軸器測(cè)定的力矩(見步驟48)和相對(duì)于無刷式勵(lì)磁機(jī)測(cè)定的其它參數(shù)。例如，一旦已經(jīng)舉出一種特定的無刷式勵(lì)磁機(jī)型號(hào)的測(cè)量、質(zhì)量和力矩，那么當(dāng)替換同一型號(hào)的另一臺(tái)無刷式勵(lì)磁機(jī)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)不必重新測(cè)量。所列舉的信息可以用于設(shè)計(jì)一種對(duì)聯(lián)接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子像待替換的無刷式勵(lì)磁機(jī)那樣顯示同樣的相對(duì)的WR2和力矩的集流器轉(zhuǎn)子。
在步驟56中，設(shè)計(jì)集充器轉(zhuǎn)子58(圖6)來替換在步驟40中測(cè)量的無刷式勵(lì)磁機(jī)。除了設(shè)計(jì)一個(gè)匹配WR2的轉(zhuǎn)子塊60外，集流器轉(zhuǎn)子58以傳統(tǒng)的方式設(shè)計(jì)。將轉(zhuǎn)子塊60加到該集流器轉(zhuǎn)子上，使其綜合的慣性矩WR2匹配待替換的無刷式勵(lì)磁機(jī)的慣性矩。
根據(jù)集流器轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)和在該轉(zhuǎn)子塊加到集流器轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)之前，在步驟62中對(duì)合適的集流器操作測(cè)定最小的集流器轉(zhuǎn)子軸構(gòu)型。對(duì)于測(cè)定該最小的集流器軸重心(MCR)構(gòu)型的考慮包括確定用于發(fā)電機(jī)場(chǎng)電流和機(jī)械要求的集流器標(biāo)準(zhǔn)部件(滑環(huán)，風(fēng)扇，聯(lián)軸器等)的尺寸。這確定用于與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)合適地操作的集流器的最小構(gòu)型。知道了集流器部件的重心(MCR)，在步驟64中測(cè)定最小的集流器轉(zhuǎn)子軸慣性矩WR2與集流器轉(zhuǎn)子的其它部件如軸承、風(fēng)扇、滑環(huán)、聯(lián)軸器的慣性矩。
對(duì)等待替換的無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量和慣量(步驟68)比較用于最小集流器需要的總質(zhì)量和總慣性矩WR2(步驟66)，以測(cè)定被通過匹配的轉(zhuǎn)子質(zhì)量加入的所需補(bǔ)充的質(zhì)量和力矩(WR2)(步驟70)。根據(jù)補(bǔ)充的質(zhì)量和所需慣性，設(shè)計(jì)匹配的轉(zhuǎn)子塊60而提供所需的補(bǔ)充質(zhì)量和慣性。在步驟72中，匹配的轉(zhuǎn)子塊的慣性矩和質(zhì)量及該集流器的其余部件與該無刷式勵(lì)磁器的質(zhì)量和慣性相比較。如果沒有匹配，那么進(jìn)一步調(diào)整轉(zhuǎn)子塊60的設(shè)計(jì)并重復(fù)計(jì)算(步驟70)和比較(步驟72)，直到集流器的質(zhì)量和力矩(WR2)加上匹配質(zhì)量與無刷式勵(lì)磁器存在匹配。
一旦帶有轉(zhuǎn)子塊的集流器的質(zhì)量與慣性矩WR2已與無刷式勵(lì)磁器的計(jì)算質(zhì)量和慣性矩匹配，那么就可以完成集流器的設(shè)計(jì)。帶有轉(zhuǎn)子塊的集流器的設(shè)計(jì)和制造可以完成，而無刷式勵(lì)磁器及其有關(guān)的發(fā)電機(jī)渦輪組件繼續(xù)操作和發(fā)電。當(dāng)集流器的部件已經(jīng)制造和輸送到發(fā)電機(jī)渦輪組件的場(chǎng)地時(shí)，該發(fā)電機(jī)渦輪組件被取下離線而移去無刷式勵(lì)磁器。該集流器以傳統(tǒng)方式裝配和安裝在發(fā)電機(jī)渦輪組件上。
在拆下無刷式勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子后，通過測(cè)量無刷式勵(lì)磁機(jī)的部件，可以確證現(xiàn)有的無刷式勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子的計(jì)算重量和重心(步驟42、44、46和48)。這一信息可以與新匹配的WR2集流器轉(zhuǎn)子相比較，從而補(bǔ)充和確證這些計(jì)算。
雖然已經(jīng)聯(lián)系目前認(rèn)為最實(shí)用的優(yōu)選實(shí)施例來描述了本發(fā)明，但可以理解，本發(fā)明不限于已公開的實(shí)施例，相反，本發(fā)明期望覆蓋包括在所附權(quán)利要求書的范圍和精神內(nèi)的各種修改和等同的配置。
部件清單10 刷式勵(lì)磁機(jī)12 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子14 磁場(chǎng)繞組30 傳統(tǒng)的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)32 轉(zhuǎn)子組件34 轉(zhuǎn)子軸36 滑環(huán)38 軸承40 軸承42 測(cè)量現(xiàn)有的無刷式勵(lì)磁機(jī)41 轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)軸器43 測(cè)定勵(lì)磁器轉(zhuǎn)子的體積和重量44 轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的慣性矩46 勵(lì)磁機(jī)的每個(gè)區(qū)段的重心48 對(duì)每個(gè)勵(lì)磁機(jī)區(qū)段測(cè)定慣性矩50 累加每個(gè)轉(zhuǎn)子區(qū)段的重量、轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量和慣性矩52 總慣性矩54 慣性矩的數(shù)據(jù)測(cè)定和其它計(jì)算56 設(shè)計(jì)集流器轉(zhuǎn)子58 集流器轉(zhuǎn)子62 最小軸直徑64 最小的集流器轉(zhuǎn)子軸慣性矩66 比較集流器的總慣性矩WR268 該無刷式勵(lì)磁機(jī)的慣性矩WR270 匹配的轉(zhuǎn)子塊60所需的待加上的補(bǔ)充質(zhì)量和力矩(WR2)72 將該集流器的匹配的轉(zhuǎn)子塊的慣性矩和質(zhì)量及其它參數(shù)與該無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量和慣性進(jìn)行比較
權(quán)利要求
1.一種用靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)替換發(fā)電機(jī)用的無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)的方法，包括a.測(cè)量該無刷式勵(lì)磁機(jī)的多個(gè)尺寸(42)；b.測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量慣性矩(52)；c.形成具有像步驟(b)中測(cè)定的基本上像無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)一樣的質(zhì)量慣性矩的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)(56)；d.從發(fā)電機(jī)上移去無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)；以及e.將靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)附接到該發(fā)電機(jī)上。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)還包括一個(gè)集流器。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，完成步驟(a)的同時(shí)將無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)聯(lián)接在渦輪發(fā)電機(jī)組件的發(fā)電機(jī)上。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，將靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)附接在該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件上。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，測(cè)定質(zhì)量慣性矩的步驟還包括根據(jù)該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重量和體積測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量慣性矩(44)；根據(jù)被測(cè)量的尺寸來測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重心(46)并測(cè)定重量；根據(jù)重心和重量測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的力矩(48)；測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩(52)；以及形成一個(gè)被包括在該集流器上的轉(zhuǎn)子塊(56)，其中該具有轉(zhuǎn)子塊的集流器有一匹配該無刷式勵(lì)磁機(jī)的被測(cè)定的質(zhì)量慣性矩的組合的質(zhì)量慣性矩。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，形成具有基本上相同的質(zhì)量慣性矩的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的步驟還包括形成一個(gè)同軸地處在該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子塊。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，形成靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)的步驟還包括測(cè)定該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的質(zhì)量慣性矩與被測(cè)定的無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩之間的差別(66)，形成一個(gè)具有基本上等于該差別的質(zhì)量慣性矩的轉(zhuǎn)子塊(56)，做成被同軸地安裝在該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分上的轉(zhuǎn)子塊，以及將帶有轉(zhuǎn)子塊的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的組合質(zhì)量慣性矩與被測(cè)定的無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩進(jìn)行比較(72)。
8.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，形成靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)的步驟還包括測(cè)定該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的質(zhì)量慣性矩與被測(cè)定的無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩之間的差別(66)，形成具有基本上等于該差別的質(zhì)量慣性矩的轉(zhuǎn)子塊(56)，以及將該帶有轉(zhuǎn)子塊的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的組合的質(zhì)量慣性矩與被測(cè)定的無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩進(jìn)行比較(72)。
9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該發(fā)電機(jī)是一種能夠產(chǎn)生超過100兆瓦電力的渦輪發(fā)電機(jī)組件。
10.一種用發(fā)電機(jī)的以靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)替換無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)的方法，包括a.測(cè)量該無刷式勵(lì)磁機(jī)的多個(gè)尺寸(40)；b.測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重量和體積(42)；c.根據(jù)該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重量和體積測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量慣性矩(44)；d.根據(jù)被測(cè)量的尺寸來測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的重心(46)并測(cè)定重量；e.根據(jù)該重心和重量來測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的力矩(48)；f.測(cè)定該無刷式勵(lì)磁機(jī)的質(zhì)量慣性矩(52)；g.將該質(zhì)量慣性矩匹配到一個(gè)靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量慣性矩上；h.按照帶有匹配的質(zhì)量慣性矩的該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來制造該集流器(56)；以及i.用制造的集流器來替換該無刷式勵(lì)磁機(jī)。
全文摘要
一種用一個(gè)靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)來替換發(fā)電機(jī)的無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)的方法，包括下列步驟測(cè)量該無刷式勵(lì)磁機(jī)的多個(gè)尺寸(42)；測(cè)定該激勵(lì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量慣性矩(52)；形成一個(gè)具有基本上與該無刷式勵(lì)磁機(jī)相同的質(zhì)量慣性矩的轉(zhuǎn)動(dòng)的靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(56)；從該發(fā)電機(jī)移去無刷式勵(lì)磁機(jī)(10)；以及將該靜態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)(58)附接到該發(fā)電機(jī)上。
文檔編號(hào)H02K19/38GK1722581SQ200510084688
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者D·N·多爾西, K·W·索默拉特 申請(qǐng)人:通用電氣公司