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　　唐山高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào)某水輪發(fā)電機(jī)組不平衡電磁力的計(jì)算陳責(zé)清唐山尚等�？茖W(xué)校基礎(chǔ)部，河北唐山063000強(qiáng)溪考機(jī)纟旦的不平衡電磁勹及電磁度進(jìn)行了計(jì)算，解決了工程上的實(shí)際問(wèn)。

　　中，類號(hào)。39不平衡電磁力又稱單邊電磁力，公發(fā)電機(jī)組電磁作用的結(jié)果。它能大幅度地降低軸系動(dòng)態(tài)固有頻率，加劇軸系的振動(dòng)，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(huì)產(chǎn)生史人的危害。閃此，心必要對(duì)+平衡屯磁力逃行全面深入地分析和計(jì)算，從而達(dá)到控制和減小它的目的。

　　水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)戶的個(gè)品著特點(diǎn)就是其全部磁極裸露地掛在磁軛，這給轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的汁算和其它有關(guān)計(jì)算帶來(lái)了定的困難。本文針對(duì)湖南省強(qiáng)溪水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子和定子算，求得了并網(wǎng)對(duì)稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下的定子磁勢(shì)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的數(shù)學(xué)達(dá)式和發(fā)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)能量，再將此能量對(duì)振動(dòng)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(chǎng)能量，必須先求得定子轉(zhuǎn)子的磁勢(shì)和氣隙磁導(dǎo)。下面依次進(jìn)行求解。

　　1定子轉(zhuǎn)子的磁勢(shì)和氣隙磁導(dǎo)的計(jì)算乜弓迅溪水輪發(fā)電機(jī)姐的定了繞饑為雙層波繞組，4允路1形連接，繞機(jī)在定十圓周上，其相角電壓相序分布完全對(duì)稱，定子槽數(shù)為720個(gè)。1由于相數(shù)為3，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶有88個(gè)磁極，故每極每相槽數(shù)為24.每極每相槽數(shù)為分?jǐn)?shù)而不是整數(shù)的繞組稱為分?jǐn)?shù)槽繞組。般大容玷低轉(zhuǎn)速的水輪發(fā)電機(jī)組都采用分?jǐn)?shù)槽繞組其優(yōu)點(diǎn)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(jī)的體積重量和制造費(fèi)用；消弱諧波磁密所感應(yīng)的諧波電勢(shì)，使電勢(shì)波形接近爪弦形。

　　1.定子單相繞組磁勢(shì)的計(jì)算由于機(jī)組定子有720個(gè)槽，轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)為44，者的最大公約數(shù)為4.由文獻(xiàn)2何知，整個(gè)定子槽可分為4個(gè)單元，每個(gè)單元占180個(gè)槽。以180個(gè)槽作為龍周期，得定子單相繞組磁勢(shì)的傅氏級(jí)數(shù)展開(kāi)式為1定子相繞組合成磁勢(shì)經(jīng)計(jì)算，相繞組合成磁勢(shì)的最后結(jié)果為為定子電流有效值。

　　13轉(zhuǎn)子磋勢(shì)諧波分析轉(zhuǎn)88個(gè)磁極均勻掛裝在磁輒。，在進(jìn)于轉(zhuǎn)子磁勢(shì)諧波分析時(shí)，1將磁極沿周向展開(kāi)，轉(zhuǎn)磁勢(shì)每?jī)蓚�(gè)磁極為個(gè)周期。在個(gè)周期柯應(yīng)2電角度內(nèi)，經(jīng)計(jì)算可得轉(zhuǎn)子磁勢(shì)為71為激磁電流=17為勵(lì)磁繞組的匝數(shù)丁為電角度。

　　斗氣隙磁導(dǎo)達(dá)式同時(shí)考慮凸極和偏心雙重影響時(shí)的氣隙磁導(dǎo)下式2氣隙磁場(chǎng)能量和不平衡電磁力的計(jì)算在前面對(duì)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)和氣隙磁導(dǎo)，都是按靜止?fàn)顟B(tài)單獨(dú)計(jì)兌的旦由轉(zhuǎn)子實(shí)小以旋轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)子磁勢(shì)基波相位應(yīng)超前定子磁勢(shì)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(dāng)?shù)奶鎿Q以靜止不動(dòng)的記戶作為參考系。

　　轉(zhuǎn)子磁勢(shì)農(nóng)達(dá)式3中的下要叫十什7玉如沐代替。令19+經(jīng)計(jì)算可得FjTCicos氣隙磁導(dǎo)達(dá)式4中的丁要用丁來(lái)替代。

　　氣隙磁場(chǎng)能量的計(jì)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(zhǎng)度為極對(duì)數(shù)。刪減掉些次要的高階小項(xiàng)，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)過(guò)復(fù)雜的計(jì)算，可得在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，代入有關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得其中，心6.7=為轉(zhuǎn)子形心在兩個(gè)相互垂直方向上的振動(dòng)位移量。

　　這里，為廣義平均氣隙長(zhǎng)度。因?yàn)橥箻O機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙長(zhǎng)度是凹凸變化的，在利用9進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須先求出6的廣義平均值。計(jì)算過(guò)程如下。

　　己知在轉(zhuǎn)子外圓上每個(gè)磁極所的周長(zhǎng)度為0.4381.兩磁極之間所占的周向長(zhǎng)度為0.154，每個(gè)磁極和定子之間的最大氣隙長(zhǎng)度為，03叫最小氣隙長(zhǎng)度為0.02，取其平均為0.0251.兩磁極之間的設(shè)汁4隙長(zhǎng)度為0.34，但考慮到勵(lì)磁繞組要有定的空間，故實(shí)際的氣隙長(zhǎng)度可取為設(shè)計(jì)氣隙長(zhǎng)度的半0.171.這樣。可按1〃式進(jìn)行計(jì)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(dāng)給定振動(dòng)偏心量義，7之后，不平衡電磁力也就很容易求解出來(lái)了。例如工程上規(guī)定振動(dòng)偏心不許超過(guò)，小氣隙1說(shuō)的，即，2為理論十算方他�。�=O.OO2rW，v.9O6336lrfN，s相當(dāng)于附加個(gè)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(dá)式10式中尤或的次項(xiàng)的系數(shù)，有這個(gè)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(gè)電磁約束會(huì)對(duì)軸系的動(dòng)態(tài)同釕頻率產(chǎn)生較大的影響療計(jì)兌可知4，它能降低動(dòng)態(tài)固有頻率35. 3幾點(diǎn)結(jié)論及建議1.本文給出了種簡(jiǎn)便易行的求解水輪發(fā)電機(jī)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(jī)組的屯磁剛度會(huì)對(duì)軸系的動(dòng)態(tài)固頻率產(chǎn)免較人的彩響，經(jīng)付本模型機(jī)饑兌，知，它能降低動(dòng)態(tài)古頻率3雙。3.為降低不平衡電磁力，可盡量降低振動(dòng)偏心和適當(dāng)加大氣隙長(zhǎng)度。

　　王以漢等。強(qiáng)溪水電站機(jī)電設(shè)計(jì)。水力發(fā)電，1994，5963.

　　白延年。水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)這1.北京機(jī)械工業(yè)出版社。198牛秀巖。電機(jī)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(jī)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(dòng)研宄0.天津天津大責(zé)任編校趙鶴鳴