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1、改善凸极同步发电机空载电压波形的措施哈尔滨电工学院哈尔滨电机厂一,,,我国国标规定对千伏安以上的同步发电机在空载额定电压时线电压的。,,正弦波畸变率不得超过改善发电机的电压波形使其畸变限制在国标所规定的范围之内是整数槽绕组。凸极同步发电机设计和研究工作中的一个重要课题本文着重从理论分析和实验结。,,果对改善波形的一些主要措施加以讨论当然这些方法并不对每台电机都适用采用任何一种措施都会带来相应的工艺、结构和性能方面的问题因此应该根据具体情况适当选用。一、综述改善凸极同步发电机空载电压
2、波形的措施大致可归纳为以下儿个方面。定子绕组方面定子绕组方面可采取下列措施,而且能定子斜槽定子斜槽不但能削弱主极磁场的空间谐波所引起的电压波形畸变,。削弱由于定子槽开口引起的附加磁场所感应的谐波电势对削弱齿谐波电势尤其有效对国万千伏安的整数槽绕组大型水轮发电机进行空载电压波形实测,内两台同类型的结果表,,,,明直槽时电压波形畸变率为另一完全相同的机组采用斜槽斜过云空载。。电压波形畸变率实验结果〔文献〕完全证实了采用斜槽的效果采用分数榴绕组采用分数槽绕组的好处在于,分数
3、槽绕组的低阶齿谐波次数为,,,无士人分数的分母的次数是分数或偶数主极磁场中不包含这些谐波从而避免。、了这些低阶齿谐波电势出现于电压波形中采用分数槽绕组可得较好的电压波形已为国内。,,外电机制造的实践所证实但是值得注意的是对波形要求特别高的正弦波发电机却往往不用分数槽绕组这是因为主极磁场中次数靠近一阶齿谐波的奇次谐波引起的高次谐波电势,。会由于定子开槽效应增大很多可能满足不了正弦波发电机对波形的严格要求。,选用较多的每极每相槽数采用较多的相当于提高齿谐波的次数一般来讲次,,。数愈高谐波
4、磁场的含量就愈小因而选用较大的可以减小电压波形的畸变选用合理的线圈节距这种方法主要用来削弱线电压中的五次和七次谐波,对齿谐波则没有效果。这点在理论上早有结论,并已为〔文献〕的实验所证实。,。减小槽脉动由于槽开口的影响定子绕组中的各次谐波电势会产生一定的变化”槽开口影响的程度取决于槽开口系数乙扩一卜‘乞势尸尤、一一、,。本研究工作得到丰满发电古田发电厂和大津发电设备厂的大力支持谨他们表示感谢一一‘。。‘式中入为定子槽开口引起的气隙磁导交变分量中乞次谐波的幅值入为平均气
5、隙磁导入的,,”,,,,、,一灿、,、。,,、,,,、。入,。,,入,一。大小与,梦和‘”华有’关“、气“隙’愈‘’小,’“、一’,一’一云上时一一止愈‘大、’即一槽开’口的曰砂影“夕响“愈‘大“、口因此占几小。目。目”、减小槽开。增大气隙口的宽度或采用磁性槽楔可以减小槽脉动的影响,磁机形状方面这里仅仅列举磁极形状方面可采取的几项措施详细分析在下节进行。。。选择合理的极靴形状主要是合理地选”和普值移动极靴的位置。
6、,采用特殊形状的极靴。阻尼系统方面阻尼系统可采取的措施有选择合理的阻尼绕组节距。阻尼绕组中心线对磁极中心线作相对偏移。采用实心磁极。。这些措施将在第三节中分析,,应当指出影响凸极同步电机空载电压波形的因素是很复杂的例如原动机转速的脉,,,动励磁电流中的交流分量磁极位置的偏差小型电机中磁极螺钉的下凹安装不准引起的气隙不均匀等等。此外,由于饱和引起的主极磁场波形畸变,定子铁心的磁滞效应引起的主极磁场波形歪扭等也会对电压波形有较小的影响。上述因素都应给以适当注意。二、磁极形状的分析一极靴外型贝合理
7、地设计极靴的外型尺寸,使主极磁场更加按近于一配弦的设计原,,。分布可减小磁场中的高次空间谐波和齿谐波分址的幅值达到改善电势波形的目的极靴夕卜型的设计可归结为“和一含的选择。一般选为‘·一‘·。普,二称尹·,占对整数槽绕组的凸极同步发电机电势中常含有较大的一阶齿谐波次数汀一声,、、,、、,,,,。、。,、卜,,」。。一。,一二,一达一、谓独币以二下士伏全同不旨撅分析一阶齿谐波的开槽电势足田土饭物甲阴分重脚引起岁、、,、、,,,,,,,卜,。后,
8、,,‘。。曰,、‘一一,,一。对前者主极磁场系纵‘又电为坷二十和几厂一伏谓数‘匀很人附小回少尹合次谐波分量所感应的电势和附加磁场所感应的电势是互相抵消的在乙的表达式中表现为,、,两项相减但对气隙较小槽开口较大的电机乙数值上仍然可能大于而对后者两种一。。,。因此选择时应使主极磁场中的一次谐波分量最小磁场感应的电势是互相叠加的几夕一,。,对或的整数
