[发明专利]解析定子绕组系统强迫振动耦合特性的装置及方法

说明书

本发明公开了一种解析定子绕组系统强迫振动耦合特性的装置，包括定子、转子、绕组、传动机构、支撑机构和测量机构，所述传动机构包括，拖动电机、联轴器、转轴，和滚动轴承；所述拖动电机的输出端通过联轴器与转轴连接，所述转轴穿过转子并与转子固定，所述转子两端的转轴上设置滚动轴承，所述支撑机构用于固定拖动电机、滚动轴承和定子，所述测量机构用于测量绕组的振动；本发明提供了一种解析定子‑绕组系统强迫振动耦合特性的装置及方法，实现了一、二次强迫振动的分离，并将三种情况下的振动数据解析，得出了定子‑绕组系统的耦合特性。

技术领域

本发明属于实验设备技术领域，更具体的说是涉及一种解析定子绕组系统强迫振动耦合特性的装置及方法。

背景技术

发电机振动的根本原因在于其系统内部部件相互作用导致受力不平衡，同时，这种不平衡力往往具有周期性，这种不平衡力称为激振力，在此激励下产生的周期性位移即为强迫振动。

强迫振动可分为一次强迫振动和二次强迫振动。简单来说，一次强迫振动是指激振力直接作用在被研究对象上，引起的被研究物体的振动；二次强迫振动是指激振力作用在与被研究物体弹性连接的物体上，引起的被研究物体的振动。

发电机振动会造成绕组绝缘磨损和缩短轴承寿命，影响滚动轴承的正常润滑。激振力促使绝缘缝隙扩大，使外界粉尘和水分入侵其中，造成绝缘电阻降低和泄露电流增大，甚至形成绝缘击穿等事故。电机中绕组的绝缘损坏是绕组故障的主要因素，其根本原因在于绕组机械振动。造成发电机振动的因素有很多，常见的原因有转子偏心、定转子绕组短路、机械磨损、质量分布不均等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种解析定子绕组系统强迫振动耦合特性的装置及方法，实现了一、二次强迫振动的分离，并将三种情况下的振动数据解析，得出了定子绕组系统的耦合特性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种解析定子绕组系统强迫振动耦合特性的装置，包括定子、转子、绕组、传动机构、支撑机构和测量机构，所述传动机构包括，拖动电机、联轴器、转轴，和滚动轴承；所述拖动电机的输出端通过联轴器与转轴连接，所述转轴穿过转子并与转子固定，所述转子两端的转轴上设置滚动轴承，所述支撑机构用于固定拖动电机、滚动轴承和定子，所述测量机构用于测量绕组的振动。

优选的，所述测量机构包括传感器和激振器，所述传感器设置在绕组的径向和切向方向，所述激振器设置在定子的底端；所述传感器用于获取绕组不同方向的振动量。

优选的，在拖动电机运行状态下，关闭激振器，可测得一次强迫振动，在拖动电机非运行状态下，通过调节激振器的频率以及激振幅值，模拟施加在定子上的磁拉力，可测得二次强迫振动，在拖动电机运行状态下并打开激振器，可测得一、二次耦合强迫振动。

优选的，所述支撑机构包括，轴承座，垫块，固定座，支撑台和底座，所述定子、垫块和支撑台均固定在底座上，所述轴承座用于固定滚动轴承并与垫块固定连接，所述固定座用于支撑拖动电机并与支撑台固定连接。

优选的，所述垫块具有高度调节功能，通过调节垫块高度，使转子、转轴和拖动电机同心。

优选的，所述底座通上设置支撑螺钉，用于支撑底座；支撑螺钉的高度可调节，可以调节底座的离地高度。

优选的，所述定子底端连接两个弧形板，所述弧形板的弧形面与定子外圆面重合，两个弧形板的平面和定子的端面重合，并通过固定螺钉将弧形板与定子固定，所述弧形板的底部与底座固定。

优选的，所述传感器通过采集仪与计算机连接，所述采集仪将传感器的模拟量信号转化成数字量信号传递给计算机。

优选的，所述绕组分为三相，按照Y形连接，直线段固定在定子线槽中；所述绕组为双层结构，同一匝的一个直线段线棒在一个槽的上层，另一个直线段线棒在绕组的下层；所述绕组节距为4，即同一匝绕组两个直线段线棒间隔四个槽。