專利名稱：大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及火電、核電、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組中大型發(fā)電機(jī)定子端部繞組減振 設(shè)備，具體是指一種大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置。技術(shù)背景[0002]在火電、核電以及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組中都采用了大型發(fā)電機(jī)。為使感應(yīng)線圈連續(xù)， 及散熱等功能需要，大型發(fā)電機(jī)定子端部通常具有一個稱之為端部繞組的結(jié)構(gòu)。發(fā)電機(jī)工 作時，勵磁電流通過轉(zhuǎn)子繞組形成旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)磁場，定子繞組在此感應(yīng)磁場作用下產(chǎn)生感 應(yīng)電流，感應(yīng)電流也會形成一個磁場。不論是轉(zhuǎn)子磁場還是定子磁場都會在電機(jī)的端部產(chǎn) 生一個漏磁場。在漏磁場作用下端部繞組會受到一個交變的電動力作用。兩極發(fā)電機(jī)端部 繞組所受電動力空間分布近似為橢圓，其頻率為2倍的轉(zhuǎn)速頻率。端部繞組通常為軸對稱 結(jié)構(gòu)，其第1、2階固有振型為橢圓型。當(dāng)電動力頻率等于或接近端部繞組固有頻率時，端部 繞組會發(fā)生較大幅值的強(qiáng)迫振動，甚至共振。端部振動導(dǎo)致定子繞組綁扎、支架固定螺栓、 槽內(nèi)緊固件等松動和線棒絕緣磨損等故障，甚至引起電機(jī)嚴(yán)重事故。在國產(chǎn)和進(jìn)口的大型 發(fā)電機(jī)中，由于端部繞組振動產(chǎn)生的事故都時有發(fā)生。[0003]目前，為了防止端部繞組發(fā)生振動，常用的方法主要是加強(qiáng)端部繞組的固定。不同 企業(yè)的固定方案有所不同，總體上可分成綁扎式、壓板式和灌注式,也有將綁扎式和壓板式 結(jié)合起來的。135MW、150MW、200MW等汽輪發(fā)電機(jī)大多采用綁扎式固定結(jié)構(gòu)，200MW、300MW等 汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部采用壓板式固定方式，更高電壓和容量的電機(jī)則采用整體性好和 強(qiáng)度高的灌注式固定結(jié)構(gòu)。但是加固之后電機(jī)端部繞組的散熱性能降低，維護(hù)和檢修變得 困難。因此，如何控制大型發(fā)電機(jī)端部繞組的振動一直是設(shè)計和運(yùn)行部分持續(xù)關(guān)注重要問 題之一。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的是提供一種大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，該減 振裝置利用發(fā)電機(jī)端部繞組的端部漏磁場，能夠有效抑制大型發(fā)電機(jī)的端部繞組振動，并 且具有自適應(yīng)性。[0005]本實用新型的這一目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無 源磁流變減振裝置，其特征在于所述減振裝置包括設(shè)置在發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的多 個結(jié)構(gòu)相同的無源磁流變阻尼器，多個無源磁流變阻尼器在電機(jī)端部繞組外壁面上沿周向 均勻布置，每一個無源磁流變阻尼器遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端部繞組外壁的一端分別通過支架與發(fā)電 機(jī)的機(jī)座固定連接，多個無源磁流變阻尼器用來抑制發(fā)電機(jī)端部繞組所產(chǎn)生的振動，該振 動包括徑向振動、軸向振動和周向振動等三個方向的振動，但以徑向振動為主。[0006]本實用新型中，所述的無源磁流變阻尼器包括缸體和活塞，所述缸體的底座固定 安裝在支架上，支架固定安裝在發(fā)電機(jī)的機(jī)座上，所述缸體內(nèi)盛裝磁流變液，缸體具有開 口，活塞深入到缸體內(nèi)的磁流變液中，所述活塞具有活塞桿，活塞桿穿過缸體的開口，活塞桿外露于缸體的一端與發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的環(huán)形端箍固定連接。[0007]本實用新型中，所述的環(huán)形端箍為一個，該環(huán)形端箍為發(fā)電機(jī)端部繞組已有的結(jié) 構(gòu)，該環(huán)形端箍同時與多個無源磁流變阻尼器的活塞固定連接。[0008]本實用新型中，所述缸體的開口與活塞桿之間設(shè)有密封，以防止磁流變液泄漏。[0009]本實用新型中，所述缸體的底座通過螺栓固定安裝在支架上，所述支架通過螺栓 固定安裝在發(fā)電機(jī)的機(jī)座上。[0010]本實用新型中，所述活塞桿與環(huán)形端箍通過螺栓固定連接。[0011]本實用新型的減振裝置，在電機(jī)端部繞組振動幅值較大的位置，沿周向均勻布置 若干個無源磁流變阻尼器。磁流變阻尼器的活塞端與端部繞組相連接，磁流變阻尼器的缸 體與電機(jī)的機(jī)座相連接。當(dāng)端部繞組在電動力作用下產(chǎn)生振動時，將帶動磁流變阻尼器活 塞相對于阻尼器缸體運(yùn)動，活塞運(yùn)動使磁流變液流過活塞和缸體的間隙。具有較大粘性的 磁流變液在流動過程中消耗振動能量，這樣就通過活塞給端部繞組施加了阻尼力，從而抑 制了端部繞組的振動。通常磁流變阻尼器上需加裝勵磁線圈，產(chǎn)生感應(yīng)磁場，磁場使磁流變 液產(chǎn)生磁流變效應(yīng)；還需要外部供電給勵磁線圈。而本實用新型直接利用電機(jī)端部的漏磁 場使磁流變液產(chǎn)生磁流變效應(yīng)，不同與以往磁流變阻尼器需要外部供電和加裝勵磁線圈， 因此，這種控制端部繞組振動的裝置是一種無源的磁流變控制裝置。當(dāng)漏磁場變強(qiáng)時，端部 繞組振動變大，而此時磁流變阻尼力也變大，抑制了繞組的振動，還具有自適應(yīng)性。


[0012]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。[0013]圖1是本實用新型無源磁流變減振裝置中無源磁流變阻尼器在發(fā)電機(jī)端部繞組 上的布置示意圖；[0014]圖2是本實用新型無源磁流變減振裝置中無源磁流變阻尼器安裝在發(fā)電機(jī)端部 繞組上的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示無源磁流變阻尼器的結(jié)構(gòu)；[0015]圖3是圖2的局部結(jié)構(gòu)示意圖，顯示活塞與環(huán)形端箍之間的連接關(guān)系。[0016]圖中標(biāo)號分別表示1、端部繞組形成的圓錐殼面，2、徑向支撐板，3、無源磁流變阻 尼器，4、端部繞組的固定端，5、定子端部繞組，6、環(huán)形端箍，7、螺栓，8、密封，9、缸體，10、活 塞，11、磁流變液，12、端部漏磁場，13、支架，14、機(jī)座具體實施方式
[0017]參見圖1至圖3，對本實用新型的具體實施例進(jìn)行說明如下[0018]如圖1所示，大型發(fā)電機(jī)電機(jī)端部繞組沿周向均勻分布的相鄰兩個徑向支撐板2 之間的圓錐殼面上均勻布置若干個無源磁流變阻尼器3，用來控制端部繞組產(chǎn)生的振動，其 中，大型發(fā)電機(jī)的端部繞組包括端部繞組形成的圓錐殼面1、沿周向均勻分布的多個徑向支 撐板2、端部繞組的固定端4、定子端部繞組5以及環(huán)形端箍6，端部繞組形成的圓錐殼面I 為發(fā)電機(jī)端部繞組的外壁面，環(huán)形端箍6環(huán)套緊箍在定子端部繞組5上。[0019]如圖1至圖3所示的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，減振裝置包括 設(shè)置在發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的七個結(jié)構(gòu)相同的無源磁流變阻尼器3，七個無源磁流變 阻尼器3在電機(jī)端部繞組外壁面上沿周向均勻布置，每一個無源磁流變阻尼器3遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端部繞組外壁的一端分別通過支架13與發(fā)電機(jī)的機(jī)座14固定連接，七個無源磁流變阻 尼器3均位于發(fā)電機(jī)端部繞組端部漏磁場12的區(qū)域范圍內(nèi)，七個無源磁流變阻尼器3共同 用來抑制發(fā)電機(jī)端部繞組所產(chǎn)生的振動，發(fā)電機(jī)端部繞組所產(chǎn)生的振動包括徑向振動、軸 向振動和周向振動等三個方向的振動，但以徑向振動為主。[0020]無源磁流變阻尼器3包括缸體9和活塞10，缸體9的底座固定安裝在支架13上， 支架13固定安裝在發(fā)電機(jī)的機(jī)座14上，具體連接結(jié)構(gòu)為缸體9的底座通過螺栓7固定安 裝在支架13上，支架13通過螺栓7固定安裝在發(fā)電機(jī)的機(jī)座14上，缸體9內(nèi)盛裝磁流變 液11，缸體9具有開口，活塞10深入到缸體9內(nèi)的磁流變液11中，活塞10具有活塞桿，活 塞桿穿過缸體9的開口，缸體9的開口與活塞桿之間設(shè)有密封8，以防止磁流變液11泄漏， 活塞桿外露于缸體9的一端與發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的環(huán)形端箍6固定連接，其中，環(huán)形 端箍6為發(fā)電機(jī)端部繞組已有的結(jié)構(gòu)，該環(huán)形端箍6同時與多個無源磁流變阻尼器3的活 塞桿通過螺栓7固定連接。[0021]作為本實施例的變換，設(shè)置在發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的結(jié)構(gòu)相同的無源磁流變 阻尼器3為多個，比如4個、5個、6個、8個等等，多個無源磁流變阻尼器3在電機(jī)端部繞組 外壁面上沿周向均勻布置。[0022]大型發(fā)電機(jī)工作時，電機(jī)端部存在端部漏磁場12，使磁流變液11產(chǎn)生磁流變效 應(yīng)，黏度增大；定子端部繞組5受到交變的電動力作用產(chǎn)生振動，帶動了活塞10相對于缸體 9做往返運(yùn)動?；钊?0與缸體9的相對運(yùn)動迫使磁流變液11在缸體9中通過活塞10與缸 體9之間的間隙產(chǎn)生流動。具有較大黏度的磁流變液11在流動過程中消耗了能量，抑制了 發(fā)電機(jī)端部繞組所產(chǎn)生的振動。當(dāng)端部漏磁場12的磁場強(qiáng)度增大時，定子端部繞組5受到 的電動力增大，磁流變液11的黏度也增加，磁流變液11在流動過程中就能消耗更多的能量 來抑制端部繞組的振動，具有自適應(yīng)性。[0023]本實用新型直接利用端部漏磁場作用于磁流變液產(chǎn)生阻尼力，不需要設(shè)計勵磁線 圈和外部供電，結(jié)構(gòu)簡單可靠；大型電動機(jī)的端部繞組振動產(chǎn)生原理與發(fā)電機(jī)相同，本實用 新型同樣也可以用于大型電動機(jī)的端部繞組振動的控制。[0024]本實用新型的上述實施例并不是對本實用新型保護(hù)范圍的限定，本實用新型的實 施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本實用新型的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣 用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，對本實用新型上述結(jié)構(gòu)做出的其 它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于所述減振裝置包括設(shè)置在發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的多個結(jié)構(gòu)相同的無源磁流變阻尼器，多個無源磁流變阻尼器在電機(jī)端部繞組外壁面上沿周向均勻布置，每一個無源磁流變阻尼器遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端部繞組外壁的一端分別通過支架與發(fā)電機(jī)的機(jī)座固定連接，多個無源磁流變阻尼器用來抑制發(fā)電機(jī)端部繞組所產(chǎn)生的振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于所述的無源磁流變阻尼器包括缸體和活塞，所述缸體的底座固定安裝在支架上，支架固定安裝在發(fā)電機(jī)的機(jī)座上，所述缸體內(nèi)盛裝磁流變液，缸體具有開口，活塞深入到缸體內(nèi)的磁流變液中，所述活塞具有活塞桿，活塞桿穿過缸體的開口，活塞桿外露于缸體的一端與發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的環(huán)形端箍固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于所述的環(huán)形端箍為一個，該環(huán)形端箍同時與多個無源磁流變阻尼器的活塞固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于所述缸體的開口與活塞桿之間設(shè)有密封，以防止磁流變液泄漏。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于所述缸體的底座通過螺栓固定安裝在支架上，所述支架通過螺栓固定安裝在發(fā)電機(jī)的機(jī)座上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，其特征在于所述活塞桿與環(huán)形端箍通過螺栓固定連接。
專利摘要本實用新型公開了一種大型發(fā)電機(jī)端部繞組的無源磁流變減振裝置，該減振裝置包括設(shè)置在發(fā)電機(jī)端部繞組外壁面上的多個結(jié)構(gòu)相同的無源磁流變阻尼器，多個無源磁流變阻尼器在電機(jī)端部繞組外壁面上沿周向均勻布置，每一個無源磁流變阻尼器遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端部繞組外壁的另一端分別通過支架與發(fā)電機(jī)的機(jī)座固定連接，多個無源磁流變阻尼器用來抑制發(fā)電機(jī)端部繞組所產(chǎn)生的振動。該減振裝置利用發(fā)電機(jī)端部繞組的端部漏磁場，能夠有效抑制大型發(fā)電機(jī)的端部繞組振動，并且具有自適應(yīng)性。
文檔編號H02K5/24GK202872547SQ20122054845
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉石, 鄧小文, 高慶水, 馮永新, 仲繼澤, 張楚, 徐自力, 陳德祥, 徐廣文, 金格, 劉磊 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 西安交通大學(xué)