一種能夠改變磁極上阻尼導(dǎo)條根數(shù)的發(fā)電電動模型機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于研宄用發(fā)電電動機的模型機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠改變磁極上阻尼導(dǎo)條根數(shù)的發(fā)電電動模型機。
【背景技術(shù)】
[0002]同步發(fā)電機作為電力系統(tǒng)最重要元件之一，其運行行為對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用。而同步發(fā)電機阻尼導(dǎo)條的作用則會對系統(tǒng)動態(tài)特性產(chǎn)生重要的影響。發(fā)電機阻尼導(dǎo)條的作用不僅會受到磁路飽和、磁場畸變以及交叉磁化等非線性因素的影響，而且阻尼電流還會受到集膚效應(yīng)的影響，這些因素會導(dǎo)致阻尼導(dǎo)條中的電流及其產(chǎn)生的阻尼作用變得非常復(fù)雜，為了能夠直觀的研宄阻尼導(dǎo)條的作用，最佳方案就是直接測量阻尼導(dǎo)條中的電流。
[0003]然而，為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，現(xiàn)場的大型發(fā)電機很難進(jìn)行切機、突然短路等極端實驗來研宄它的各種動態(tài)特性和參數(shù)；同時，由于同步發(fā)電機的阻尼導(dǎo)條固定在轉(zhuǎn)子表面并隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，這樣使得發(fā)電機運行過程中無法直接測試阻尼導(dǎo)條中的電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了研宄不同數(shù)量阻尼導(dǎo)條對同步電機運行行為的影響，本發(fā)明提供了一種能夠改變磁極上阻尼導(dǎo)條根數(shù)的發(fā)電電動模型機。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]在轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)置電樞繞組，定子上設(shè)置磁極和勵磁繞組，且定子安裝在機殼上；在每個磁極所在的區(qū)域靠近轉(zhuǎn)子鐵心的位置分別設(shè)置若干個阻尼槽，各阻尼槽內(nèi)分別插入阻尼導(dǎo)條或仿形槽樣棒，從而在不置換磁極時實現(xiàn)阻尼導(dǎo)條根數(shù)的改變。
[0007]所述仿形槽樣棒為疊片式仿形槽樣棒，由若干個形狀相同的槽樣片疊合組成；單個槽樣片的形狀與阻尼槽的形狀相同，厚度等于單片磁極的厚度，槽樣片所用材料的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率均與磁極相同。
[0008]所述阻尼槽內(nèi)全部插入阻尼導(dǎo)條或全部插入仿形槽樣棒或?qū)⒆枘釋?dǎo)條和仿形槽樣棒混合插入。
[0009]所述阻尼導(dǎo)條和仿形槽樣棒混合插入阻尼槽時，阻尼導(dǎo)條與仿形槽樣棒均勻交錯布置，或使阻尼導(dǎo)條相對于中心位置的阻尼槽對稱布置。
[0010]所述定子和轉(zhuǎn)子鐵心的兩端均設(shè)置端蓋；所述機殼和端蓋均采用開啟式結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
[0012](I)當(dāng)每個磁極上實際配置的阻尼導(dǎo)條根數(shù)少于阻尼槽孔數(shù)時，可以在空閑的阻尼槽插入疊片式仿形槽樣棒，從而在不置換磁極時實現(xiàn)阻尼導(dǎo)條根數(shù)的改變，也不會因為空閑阻尼槽的存在而導(dǎo)致氣隙磁場的波動。
[0013](2)電樞繞組位于轉(zhuǎn)子且隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，而磁極、勵磁繞組和阻尼導(dǎo)條位于定子上，機座和端蓋都采用開啟式結(jié)構(gòu)，這樣在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)可以方便測試阻尼電流，而在停機后不用拆下端蓋、不用更換磁極就可以改變阻尼導(dǎo)條的根數(shù)。由于阻尼導(dǎo)條位于定子且不隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，因而可直接采用霍爾電流互感器采集阻尼導(dǎo)條中的電流，并通過數(shù)字示波器記錄電流波形，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后最終得到發(fā)電電動機動態(tài)過程中的阻尼電流。
[0014](3)所述發(fā)電電動機模型機可用于研宄不同數(shù)量阻尼導(dǎo)條對發(fā)電電動機穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)性能的影響；為進(jìn)一步研宄發(fā)電機動態(tài)過程中的阻尼特性、阻尼等效參數(shù)等問題提供了實驗依據(jù)。
[0015](4)進(jìn)行發(fā)電機實驗時，采用直流電動機將其拖動至同步速，在模型機勵磁繞組中施加勵磁電壓，可進(jìn)行非并網(wǎng)條件下的各種實驗，如空載特性、短路特性及空載突然短路等試驗，同時，當(dāng)模型機并網(wǎng)運行時，可實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)以及轉(zhuǎn)矩擾動、勵磁擾動、負(fù)載突然短路等試驗；進(jìn)行電動機實驗時，在勵磁繞組中串10倍勵磁電阻，三相電樞繞組施加額定電壓直接啟動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到亞同步速時，立即通入勵磁電流牽入同步速，啟動后可進(jìn)行電動機工況下的穩(wěn)態(tài)以及甩負(fù)荷、勵磁擾動、負(fù)載突然短路等試驗。
【附圖說明】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計制造的1kW發(fā)電電動機模型機的二維界面示意圖，每極下最大阻尼導(dǎo)條數(shù)為7根；
[0017]圖2為疊片式仿形槽樣棒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3 (a)為根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計制造的1kW發(fā)電電動機模型機每極下有7根阻尼導(dǎo)條的二維界面示意圖(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0019]圖3 (b)為根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計制造的1kW發(fā)電電動機模型機每極下有6根阻尼導(dǎo)條的二維界面示意圖，第a4、b4阻尼槽用圖3所示的疊片式仿形槽樣棒填充，圖中用黑色表示(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0020]圖3(c)為根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計制造的1kW發(fā)電電動機模型機每極下4根阻尼導(dǎo)條的二維界面示意圖，第a2、a4、a6、b2、b4、b6阻尼槽用圖3所示的疊片式仿形槽樣棒填充，圖中用黑色表示(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0021]圖3 (d)為根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計制造的1kW發(fā)電電動機模型機每極下O根阻尼導(dǎo)條的二維界面示意圖，所有阻尼槽均用圖3所示的疊片式仿形槽樣棒填充，圖中用黑色表示(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0022]圖4為發(fā)電電動機模型機阻尼導(dǎo)條的端部連接方式示意圖；
[0023]阻尼導(dǎo)條采用順繞的紫銅線構(gòu)成，采用搭接短線和壓接卡子將相鄰兩個沒有連接的阻尼導(dǎo)條端部壓接起來；
[0024]圖5(a)為采用圖3(a)安裝方式，每極下阻尼導(dǎo)條為7根時，發(fā)電電動機模型機空載自啟動過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0025]圖5(b)為采用圖3(a)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載自啟動過程中，al槽中阻尼導(dǎo)條電流的變化曲線；
[0026]圖5 (C)為采用圖3(b)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載自啟動過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0027]圖5(d)為采用圖3(b)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載自啟動過程中，al槽中阻尼導(dǎo)條電流的變化曲線；
[0028]圖5(e)為采用圖3(c)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載自啟動過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0029]圖5(f)為采用圖3(c)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載自啟動過程中，al槽中阻尼導(dǎo)條電流的變化曲線；
[0030]圖6 (a)為采用圖3(a)、圖3(c)和圖3(d)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載突然短路過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0031]圖6(b)為采用圖3(a)、圖3(c)和圖3(d)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載突然短路過程中，勵磁電流的變化曲線；
[0032]圖6(c)為采用圖3(a)、圖3(c)和圖3(d)安裝方式時，發(fā)電電動機模型機空載突然短路過程中，al槽中阻尼導(dǎo)條電流的變化曲線；
[0033]圖7為所有阻尼槽采用疊片式仿形槽樣棒填充和不填充時，發(fā)電電動機模型機的空載感應(yīng)電動勢曲線。
[0034]圖中標(biāo)號:
[0035]1-勵磁繞組；2_定子磁軛；3_磁極；4_阻尼槽；5_電樞繞組；6_轉(zhuǎn)子鐵心；7_搭接短線；8_定子鐵心；9_壓接卡子；10_阻尼導(dǎo)線。
【具體實施方