一種發電機定子鐵心倍頻振動的參數化計算方法
【專利摘要】本發明涉及一種發電機定子鐵心倍頻振動的參數化計算方法，可用于汽輪發電機定子鐵心的倍頻振動分析，其特征在于，發電機定子鐵心有限元模型的參數化建模，通過定子鐵心電磁激振力的公式計算實現參數化加載，計算完成后自動輸出發電機定子鐵心的倍頻振動值、振動變形模式圖和振動響應頻譜曲線圖。本發明提供的方法克服了現有技術計算結果偏大的不足，可以完成多種定子鐵心的倍頻振動計算，操作簡單，實現了計算方法與流程的標準化，避免了不同研發人員計算時出現的結果偏差，同時大幅縮短計算周期，一定程度上降低了設計成本。
【專利說明】一種發電機定子鐵心倍頻振動的參數化計算方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種發電機定子鐵心倍頻振動的參數化計算方法，適用于發電機與大 型電機，屬于發電機定子鐵心倍頻振動計算和改進的【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 發電機定子鐵心倍頻振動計算是發電機總體設計的一個重要部分，主要用于分析 發電機定子鐵心的振動，優化與改進定子鐵心截面的形狀與結構尺寸。當發電機轉子接通 勵磁電流后，轉子變成一個電磁鐵，其產生的旋轉磁場的大部分經轉子、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。因此在結構設計時，必須對發電機定子鐵心的倍頻振動進行 研究分析，以保證發電機的正常穩定運行。
[0003] 以往的定子鐵心倍頻振動計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，計算得到鐵心的靜變形后再乘以動力放大 系數得到鐵心的倍頻振動。此種計算方法存在以下不足：（1)計算中未考慮鐵心的剪切變 形；(2)計算采用平面應力假設，不適用于大長徑比的鐵心；（3)計算將鐵心假設為一個圓 環并不考慮齒的影響，忽略了齒對鐵心整體剛度的貢獻。因此，采用以往的靜力等效方法計 算得到的鐵心倍頻振動值通常偏大。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種適用于多種定子鐵心截面、計算精準、操作 簡單、可實現計算方法與流程標準化的發電機定子鐵心倍頻振動的有限元計算方法。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了 一種發電機定子鐵心倍頻振 動的參數化計算方法，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 部 Pr = P(ic〇sk Θ，虛部 P1 = PtlSink Θ，式中：
[0008] k為發電機轉子的極數；
【權利要求】
1. 一種發電機定子鐵心倍頻振動的參數化計算方法，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，該磁拉力的實部Pk =PtlCosk Θ，虛部 P1 = PtlSink Θ，式中： k為發電機轉子的極數； 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孔數量，Wv為定子鐵心徑向通風孔寬度， Ksf為定子鐵心疊裝系數，Dg為氣隙平均半徑，Di為定子鐵心內徑；n s為定子鐵心導線槽數 量，Ws為定子鐵心導線槽寬度； 式中： 2iTf.iQ0Q L θ? J Bmax為最大氣隙磁密，為空氣磁導率，Θ ^為極間中心線到轉子大齒旁邊第一個導線 槽中心線的角度； 步驟3、將步驟2計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 優先權日:2014年11月6日
【發明者】吳新亞, 張燕, 干保良, 李治, 劉文博, 何玉松 申請人:上海電氣電站設備有限公司