Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах

Численными и экспериментальными методами проанализировано и дана оценка влияния магнитных клиньев для целей оптимизации ключевых параметров мощных асинхронных двигателей и синхронных гидрогенераторов вертикального исполнения мощностью 34 МВА....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Чумак, В.В., Федоренко, Г.М., Гайденко, Ю.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електродинаміки НАН України 2010
Назва видання:	Гідроенергетика України
Теми:	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/38751
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах / В.В. Чумак, Г.М. Федоренко, Ю.А. Гайденко // Гідроенергетика України. — 2010. — № 4. — С. 4-10. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-38751
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-387512012-11-22T12:11:17Z Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах Чумак, В.В. Федоренко, Г.М. Гайденко, Ю.А. Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Численными и экспериментальными методами проанализировано и дана оценка влияния магнитных клиньев для целей оптимизации ключевых параметров мощных асинхронных двигателей и синхронных гидрогенераторов вертикального исполнения мощностью 34 МВА. 2010 Article Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах / В.В. Чумак, Г.М. Федоренко, Ю.А. Гайденко // Гідроенергетика України. — 2010. — № 4. — С. 4-10. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1812-9277 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/38751 621.313.32 ru Гідроенергетика України Інститут електродинаміки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці
spellingShingle	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Чумак, В.В. Федоренко, Г.М. Гайденко, Ю.А. Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах Гідроенергетика України
description	Численными и экспериментальными методами проанализировано и дана оценка влияния магнитных клиньев для целей оптимизации ключевых параметров мощных асинхронных двигателей и синхронных гидрогенераторов вертикального исполнения мощностью 34 МВА.
format	Article
author	Чумак, В.В. Федоренко, Г.М. Гайденко, Ю.А.
author_facet	Чумак, В.В. Федоренко, Г.М. Гайденко, Ю.А.
author_sort	Чумак, В.В.
title	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах
title_short	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах
title_full	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах
title_fullStr	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах
title_full_unstemmed	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах
title_sort	разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/38751
citation_txt	Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах / В.В. Чумак, Г.М. Федоренко, Ю.А. Гайденко // Гідроенергетика України. — 2010. — № 4. — С. 4-10. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Гідроенергетика України
work_keys_str_mv	AT čumakvv razrabotkaprimenenieiopytékspluataciimagnitnyhklinʹevvmoŝnyhasinhronnyhélektrodvigatelâhisinhronnyhgidrogeneratorah AT fedorenkogm razrabotkaprimenenieiopytékspluataciimagnitnyhklinʹevvmoŝnyhasinhronnyhélektrodvigatelâhisinhronnyhgidrogeneratorah AT gajdenkoûa razrabotkaprimenenieiopytékspluataciimagnitnyhklinʹevvmoŝnyhasinhronnyhélektrodvigatelâhisinhronnyhgidrogeneratorah
first_indexed	2025-07-03T20:37:35Z
last_indexed	2025-07-03T20:37:35Z
_version_	1836659565667549184
fulltext	Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�927744 АА вторы приводят дан# ные об экономичес# кой энергоэффекти# вности модернизации электри# ческих машин (ЭМ) с примене# нием магнитных клиньев [1—3]. По этим данным, применение магнитных клиньев марки МКП#6 в асинхронных элект# родвигателях типа ВАО2 поз# волило увеличить КПД на 0,5—1,5% и уменьшить нагрев обмотки статора на 8—14°С. Такое улучшение, по расчетам авторов на примере высоковольтного двигателя мощностью 500 кВт, создаст энергосбе# регающий эффект примерно 30 МВт/год. Кроме того, в работе [4], хорватскими авторами приведе# ны убедительные данные о положительном влия# нии магнитных клиньев в пазах статора гидрогене# ратора на уменьшение поверхностных потерь в по# люсном наконечнике, а также на уменьшение необ# ходимого тока возбуждения, что, естественно, при# вело к уменьшению электрических потерь в обмот# ке возбуждения и снижению её температуры. В то же время, на Смелянском электромеха# ническом заводе производятся несколько видов мощных высоковольтных тяговых асинхронных двигателей нового поколения (СТА1200 и СТА1200А). Их единичная мощность составляет 1200 кВт. Известно, что помимо энергетических пока# зателей, о которых уже сказано выше, уровню эф# фективности использования материалов и про# чих технико#экономических показателей, важ# ным параметром всех электрических машин, в том числе гидрогенераторов, является показатели надежности, уровень их шума и вибрации [3]. В развитых странах виброакустическим характери# стикам ЭМ уделяется, не меньшее внимание, чем энергетическим и энергоэкологическим. В предлагаемой работе, на основе анализа ме# тодами теории электромагнитного поля, был ис# следован асинхронный двигатель с короткозамк# нутым ротором типа СТА1200А, как физическая модель более мощных машин, на предмет улуч# шения его виброакустических и энергетических свойств. Объект исследования. Двигатель СТА1200А имеет номинальную мощность 1200 кВт, номинальную частоту 60 Гц, диапазон регулирования частоты 0,5—120 Гц, но# минальное напряжение 2400 В (при f = 60 Гц) и максимальное напряжение 3800 В (при f = 120 Гц), ФЕДОРЕНКО Г.М. РАЗРАБОТКА, ПРИМЕНЕНИЕ И ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГНИТНЫХ КЛИНЬЕВ В МОЩНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ И СИНХРОННЫХ ГИДРОГЕНЕРАТОРАХ ЧУМАК В.В., канд. техн. наук, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", ФЕДОРЕНКО Г.М., докт. техн. наук, Институт электродинамики НАНУ, ГАЙДЕНКО Ю.А., канд. техн. наук, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт" УДК 621.313.32 Численными и экспериментальными методами проанализировано и дана оцен3 ка влияния магнитных клиньев для целей оптимизации ключевых параметров мощ3 ных асинхронных двигателей и синхронных гидрогенераторов вертикального испол3 нения мощностью 34 МВА. ЧУМАК В.В. ГАЙДЕНКО Ю.А. Рис. 1. Фрагмент поперечного сечения активной зоны исследуемого двигателя СТА1200А НННН АААА УУУУ КККК АААА ———— НННН АААА УУУУ КККК ОООО ВВВВ ОООО 5555 ТТТТ ЕЕЕЕ ХХХХ НННН ІІІІ ЧЧЧЧ НННН ОООО ММММ УУУУ ПППП РРРР ОООО ГГГГ РРРР ЕЕЕЕ СССС УУУУ ВВВВ ГГГГ ІІІІ ДДДД РРРР ОООО ЕЕЕЕ НННН ЕЕЕЕ РРРР ГГГГ ЕЕЕЕ ТТТТ ИИИИ ЦЦЦЦ ІІІІ Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�9277 55 Н А У К А — Н А У К О В О 3 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І число фаз — 4. Фрагмент зубцово#пазовой зоны двигателя показан на Рис. 1. Двигатель имеет не# зависимую систему охлаждения, стержни ротора выполнены из меди. Расчет электромагнитного поля в активной зоне двигателя производился с помощью метода конечных элементов. Расчеты выполнены в про# граммно#вычислительном комплексе COMSOL. При расчете магнитного поля использовалось не# стационарное нелинейное дифференциальное уравнение для векторного магнитного потенциа# ла в движущейся электропроводной среде [2, 3] для случая, когда магнитное поле изменяется по гармоническому закону . где μ, γ — магнитная проницаемость и электро# проводность; , — вектора скорости дви# жения среды и сторонней плотности тока; — дифференциальный набла#оператор, ω — угловая частота изменения магнитного поля. При реше# нии этого общего уравнения была выбрана ротор# ная система пространственных координат как на# иболее удобная для данного случая. При этом ро# тор остается условно неподвижным, и, если при# нять допущение, что на статоре нет электропро# водных сред, в которых могли бы индуцироваться вихревые токи, его тоже можно считать условно неподвижным. В этом случае частота токов в ро# торе равна частоте скольжения. Тогда в основном уравнении необходимо принять условия ω = ω1s и ωR = Vx,y = 0. Уравнение окончательно записы# вается в следующем виде . Оценка уровня магнитной вибрации произ# водилась на основе анализа распределения нор# мальной и тангенциальной составляющих маг# нитной индукции в середине воздушного зазора. На Рис. 2 и 3 представлено распределение магнитной индукции в поперечном сечении в но# минальном режиме при частоте питания 60 Гц и 120 Гц соответственно. Наибольшее значение магнитная индукция имеет в зоне зубцов статора и ротора, а также в области вентиляционных каналов, где самые уз# кие участки ярма статора. В коронках зубцов ро# тора значения индукции достигают 3,12 Тл. При таком уровне насыщения магнитная проницае# мость этих участков магнитопровода резко Рис. 2. Распределение магнитной индукции в поперечном сечении при частоте питания 60 Гц (номинальный режим) Рис. 3. Распределение магнитной индукции в поперечном сечении при частоте питания 120 Гц Рис. 4. Сравнение распределения магнитной индукции на участках зубцово5пазовой зоны в номинальном режиме при частоте питания 60 Гц (слева) и 120 Гц (справа) Н А У К А — Н А У К О В О 3 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�927766 уменьшается и стремится к магнитной проницае# мости воздуха. При детальном рассмотрении участков зубцо# во#пазовой зоны (Рис. 4) на частоте питания 60 Гц (слева) и 120 Гц (справа) видно, что распределе# ние магнитной индукции неравномерно и зависит от взаимного положения пазов ротора и статора. Эта неравномерность искажает синусоидаль# ность распределения магнитной индукции по длине воздушного зазора, что и ведёт к появле# нию высших гармоник и магнитной вибрации в двигателе. На Рис. 5 показано распределение величины нормальной составляющей магнитной индукции, а на Рис. 6 — тангенциальной составляющей. Как уже отмечалось, измерение проводилось вдоль средней линии воздушного зазора по всей его длине. Индукция хоть и имеет периодический ха# рактер, но на её распределение влияют высшие гармоники, в частности зубцовые. Максимальные значения индукции соответствуют тем участкам линии, которые находятся под зубцами статора, а минимальные — под пазами. Существенный уро# вень пульсаций индукции в воздушном зазоре влечет за собой дополнительные потери в двига# теле от высших гармоник, а также несинусои# дальное распределение ЭДС. Для анализа гармонического состава распре# деления индукции в зазоре был проведен спект) ральный анализ. На Рис. 7 представлены резуль# таты спектрального анализа для нормальной со# тавляющей индукции, где по оси ординат отложе# на амплитуда соответствующей гармоники в Тл, а по оси абсцисс — номер гармоники. На Рис. 8 представлен фрагмент спектра (до 35#й гармоники) для тангенциальной составляю# щей магнитной индукции. Из графиков видно, что значения гармоник входящих в спектр тангенциальной составляю# щей индукции на порядок меньше, чем значение гармоник, входящих в спектр нормальной состав# ляющей индукции. При этом характер спектров практически совпадает. Наиболее выраженные гармоники спектра нормальной составляющей индукции имеют сле# дующие величины: 1 — 1,0 Тл; 3 — 0,16 Тл; 15 — 0,15 Тл; 17 — 0,135 Тл; 19 — 0,31 Тл; 21 — 0,194 Тл. Из них наибольшее влияние оказывают гармони# ки № 1 и № 19. При этом 1#я гармоника — это ос# новная гармоника, благодаря которой создается вращающий момент. 19#я гармоника, имея вели# чину в 31 % от первой гармоники, создает значи# тельные потери от вихревых токов в магнитопро# воде машины, повышенное вытеснение тока и увеличение электрических потерь, а также пуль# сации вращающего момента. Известным способом улучшения гармоничес# кого состава кривой распределения индукции яв# ляется закрытие пазов ротора. Кроме того, широ# ко известно, что и применение магнитных клинь# Рис. 5. Распределение нормальной составляющей величины магнитной индукции вдоль средней линии воздушного промежутка Рис. 6. Распределение тангенциальной составляющей величины магнитной индукции вдоль средней линии воздушного промежутка Рис. 7. Амплитуды гармоник нормальной составляющей магнитной индукции вдоль средней линии воздушного зазора Рис. 8. Амплитуды гармоник тангенциальной составляющей магнитной индукции вдоль средней линии воздушного зазора Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�9277 77 Н А У К А — Н А У К О В О 3 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І ев в обмотке статора также способствует снижению величины высших гармо# ник в спектре индукции в воздушном зазоре и, как следствие, снижению шу# ма и вибрации [2—4]. Проанализировано влияние и оценена эффективность обоих перечислен# ных мер по снижению высших гармоник в спектре индукции воздушного зазора. На Рис. 9 показано сравнение распределения магнитной индукции в зуб# цово#пазовой зоне в номинальном режиме при частоте питания 60 Гц при за# крытых и открытых пазах ротора. Красными стрелочками показано направ# ление движения магнитного потока. Установлено, что изменение формы паза не сильно повлияло на распределе# ние магнитной индукции, однако в области перекрытия паза ротора появились зоны с индукцией 3,1 Тл, что равноценно наличию открытия паза ротора. В качестве магнитных клиньев были приняты клинья марки МКП#6 у ко# торых величина относительной магнитной проницаемости равна 10. На Рис. 10 представлен паз исследу# емого асинхронного дви# гателя СТА1200А с маг# нитным клином, анало# гичный конструкции [4]. На Рис. 12 показано сравнение распределения магнитной индукции в зубцово#пазовой зоне в номинальном режиме Рис. 9. Сравнение распределения магнитной индукции в зубцово5пазовой зоне в номинальном режиме при частоте питания 60Гц при закрытых (слева) и открытых (справа) пазах ротора Рис. 12. Сравнение распределения магнитной индукции в зубцово5пазовой зоне в номинальном режиме при частоте питания 60Гц при обычных (слева) и магнитных (справа) клиньях обмотки статора Рис. 10. Паз статора двигателя СТА1200А с магнитным клином типа МКП56 Рис. 11. Паз статора Н А У К А — Н А У К О В О 3 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�927788 при частоте питания 60 Гц для исходного вариан# та (с текстолитовыми клиньями) и варианта с магнитными клиньями. Как видно на рисунке справа магнитные кли# нья оказались достаточно сильно насыщены. На отдельных участках магнитного клина индукция достигала 2,53 Тл. Далее был проведен спектральный анализ распределения нормальной и тангенциальной со# ставляющих магнитной индукции вдоль середи# ны воздушного зазора для обеих вариантов конст# рукции. На Рис. 13—16 приведены соответствую# щие распределения для варианта с магнитными клиньями. Качественно картина спектра не изменилась, однако величины наиболее заметных гармоник несколько изменились. В таблице сведены вели# чины наиболее выраженных гармоник для исход# ного варианта конструкции зубцово#пазовой зо# ны и двух вариантов её изменения. Из приведенных данных следует, что для мо# дельного асинхронного двигателя закрытие пазов ротора не только не приводит к улучшению гар# монического состава кривой распределения маг# нитной индукции в зазоре, но даже ухудшает её. В случае же использования магнитных клинь3 ев, то, несмотря на снижение 1#й гармоники на всё те же 3 %, достаточно существенно снизились 19#я и 21#я гармоники (на 29 % и 35 % соответствен# но). При этом величина 3#й гармоники не изме# нилась, а 15#я и 17#я хоть и возросли на 17 %, но их абсолютные величины значительно меньше наиболее заметной 19#й высшей гармоники. Это обстоятельство свидетельствует о том, что маг# нитные клинья действительно могут оказать по# ложительное влияние на виброакустические по# казатели машины. В [4] описан опыт приобретенный при проек# тировании, сборке и эксплуатации магнитных клиньев пазов на двух относительно больших ги# дрогенераторах. Материал для магнитных клинь# ев взят в соответствии с рекомендациями хорошо известных Европейских компаний. Клиновая композиция состоит из стекловолокна (7,8 %), железного порошка (74,9 %), эпоксидного компа# унда (17,3 %). В дальнейшем, для получения большего эффекта композиция и ее отдельные со# ставляющие подлежат оптимизации. Краткая характеристика двух исследован# ных гидрогенераторов вертикального типа: мощ# ность 33 МВА, напряжение статора 10,5 кВ, час# тота 50 Гц, количество пазов статора 264, диаметр расточки статора 5,67 м, количество полюсов ро# тора 32, опыт коммерческой эксплуатации более 5 лет, Коэффициент мощности cos ϕ = 0,8, средняя магнитная проницаемость материала магнитных клиньев μГ = 2,8. Деталировка паза статора иссле# дованого гидрогенератора [4] приведена на Рис. 11. Рис. 13. Распределение нормальной составляющей величины магнитной индукции вдоль средней линии воздушного промежутка (вариант с магнитными клиньями) Рис. 14. Распределение тангенциальной составляющей величины магнитной индукции вдоль средней линии воздушного промежутка (вариант с магнитными клиньями) Рис. 15. Амплитуды гармоник нормальной составляющей магнитной индукции вдоль средней линии воздушного зазора (вариант с магнитными клиньями) Рис. 16. Амплитуды гармоник тангенциальной составляющей магнитной индукции вдоль средней линии воздушного зазора (вариант с магнитными клиньями) Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�9277 99 Н А У К А — Н А У К О В О 3 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І Величина намагничивающего тока в обмотке возбуждения, который необходим для создания магнитного потока в воздушном зазоре, ниже, чем с применением немагнитных клиньев. Результаты, полученные на стадии проектирования и результа# ты тестирования генератора с немагнитными кли# ньями и того же генератора с применением маг# нитных клиньев показывают увеличение энерго# эффективности генератора, Табл. 2. При установке описанных магнитных клиньев, поверхностные потери в роторе генератора были сокращены на 20%, в то время как потери в обмотке возбуждения были сокращены на 8 %, в связи с уменьшением воздушного зазора и величины тока намагничива# ния. Кроме того, полученные аналитические рас# четы и измерения магнитного клина показывают влияние на значения индуктивных сопротивлений в генераторе. За счет уменьшения тока возбужде# ния на холостом ходу, синхронное реактивное со# противление по продольной и поперечной оси уве# личится на 5 % в случае применения магнитных клиньев. Если принимается во внимание сопро# тивление рассеивания, то вообще увеличение син# хронного реактивного сопротивления составляет около 8%. В ходе дальнейших исследований и примене# ния магнитных пазовых клиньев в крупных гидро# генераторах, важно решить вопросы, связанные с их опрессовкой в целях обеспечения надежной ра# боты, выбора оптимального значения магнитной проницаемости для расчета влияния магнитных клиньев на параметры генератора. Выводы и рекомендации. 1. Целесообразность применения магнитных клиньев зависит в первую очередь от объектов применения и требований, которые предъявля# ются к электрической машине или к узлу, содер# жащему эту машину. 2. Магнитные клинья в крупных асинхрон# ных машинах целесообразнее применять для снижения маг# нитных вибраций и улучшения виброакустических свойств ма# шины. Использование же этих клиньев для улучшения энерге# тических показателей мощных асинхронных двигателей, как показали исследования не дает положительных результатов и требует дальнейших обоснова# ний численными методами и методами физического модели# рования. Напротив, магнитные клинья вызывают некоторое снижение КПД и cos ϕ, а также повышенный нагрев обмотки статора. 3. Способ закрытия пазов на роторе в мощных тяговых асинхронных двигателях типа СТА1200А не является приемлемым, поскольку ведет к ухудшению практически всех ключевых характеристик машины. 4. Проанализированы результаты аналитиче# ских расчетов и результаты полученные путем из# мерения влияния магнитных клиньев на парамет# ры и свойства синхронных вертикальных гидро# генераторов мощностью 34 МВА. 5. Приведена подробная информация о фик# сации магнитных клиньев в пазах гидрогенерато# роа, а также представлены данные, собранные бо# лее, чем за пять лет коммерческой эксплуатации клиньев на гидрогенераторах. 6. Поверхностные потери ротора исследован# ного гидрогенератора мощностью 34 МВА были сокращены на 20%, ток возбуждения — на 3,8% и потери в цепи возбуждения — на 8%. Рассчитано и измерено влияние магнитных клиньев на уве# личение переходного, сверхпереходного и син# хронного реактивного сопротивления. Полное увеличение синхронных реактансов гидрогенера# тора 8%. Проницаемость магнитных клиньев су# щественно влияет на поверхностные потери рото# ра и сопротивление рассеивания. Таблица 1 Тест при 200 °С Свойства Нормы Единицы Исходные значения 500 1000 1500 Толщина - мм 6,01 5,98 5,95 5,92 Плотность ISO 1183 г/см3 3,508 3,492 3,485 3,478 Усилие (при 23 °С) ISO 178 МРа 171 170 162 148 Электрическое сопротивление IEC 60167 ом ⋅ см 5,7 ⋅ 106 7,9 ⋅ 106 8,2 ⋅ 106 9,4 ⋅ 106 Магнитная проницаемость Internal 1 Т (μ Г) 1,65 1,52 1,5 1,59 Таблица 2. Типичные свойства материалов для магнитных клиньев. Расчетные значения (кВт) Измеренные значения (кВт) Потери Обычные клинья Магнитные клинья Разница Обычные клинья Магнитные клинья Разница Холостой ход 121,7 106,4 15,3 124,9* 107* 17,9* Обмотка возбуждения 107,8 102,3 5,5 105,7 97,45 8,25 *Измерения проведены при некоторых различиях температуры сердечника статора Таблица 3. Результаты расчетов и измерений в режиме холостого хода Н А У К А — Н А У К О В О 3 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І Гідроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812�92771010 ЛИТЕРАТУРА 1. Васьковский Ю.Н., Гайденко Ю.А., Цывинский С.С. Оп# ределение интегральных характеристик электрических ма# шин методами теории электромагнитного поля // Електро# техніка і електромеханіка. — 2006. — № 1. — С. 28—32. 2. Троицкий В.А., Ролик И.И., Яковлев А.И. Магнитодиэ# лектрики в силовой электротехнике//Техника. — К.: — 1983. — 207 с. 3. Поташник С.І., Васьковський Ю.М., Федоренко Г.М. Підвищення надійності, рівня безпеки та ефективності функціонування демпферних систем потужних гідрогенера# торів//Гідроенергетика України. — 2009. — № 4. — С. 28#34. 4. Milojkovic Z., Ban D., Petrinic M., Studir J., Polak J. Application of magnetic wedges for stator slots of hydrogenera# tors // 2010 CIGRE SESSION, SCA1, A1#101, Croatia 5. Васьковский Ю.Н., Гайденко Ю.А. Применение поле# вого анализа для усовершенствования конструкции тяговых асинхронных двигателей // Електромашинобудування та електрообладнання. — 2006. — Вип.67. — С. 88—94. © Чумак В.В., Федоренко Г.М., Гайденко Ю.А., 2010 � СС воєчасне виявлення дефектів у процесі роботи гідрогенератора дозволяє знач# но підвищити надійність його роботи, знизити час простоїв і зменшити витрати, пов'я# зані з ремонтом. За високої ефективності контро# лю стає можливим перехід від планових ремонтів до ремонтів згідно фактичного стану генератора, що все частіше застосовується за кордоном. Потрібно враховувати, що задача вибору опти# мального комплексу параметрів для контролю стану машини під час роботи досить складна. З одного боку, необхідно виявити якомога більшу кількість імовірних дефектів, а з іншого боку — вибрати найбільш ефективні методи контролю з багатьох, що застосовуються, керуючись еко# номічно доцільними витратами. Мета даної роботи — привернути увагу заці# кавлених організацій і підприємств до ємнісного методу вимірювання параметрів механічних де# фектів у великих електричних машинах, який є одним із найбільш перспективних на сьогодніш# ній день. Як відомо, особливе місце серед більшості дефектів генераторів (машин) займає контроль вібрації основних вузлів. Вимірювання вібрації і похідних від неї величин входить в усі сучасні си# стеми контролю стану і програми обстеження. Однак контроль лише вібраційних параметрів дозволяє виявити далеко не всі можливі дефекти різних вузлів гідрогенератора [1, 2]. У роботі [1] наводиться оцінка ефективності вимірювання па# раметрів вібрації для виявлення механічних де# фектів, відшукання їхнього місця та прогнозуван# ня розвитку в часі (Табл. 1). Як видно з таблиці, ефективність практично ніколи не буває рівною 100 % і коливається в межах (залежно від типу де# фекту) від 20 до 80 %. Тому для одержання вищої вірогідності у ви# явленні механічних дефектів в сучасні універ# сальні системи вібраційного контролю включа# ють спеціальні сенсори, за допомогою яких одер# жують додаткову інформацію про параметри де# фектів. Взагалі слід зазначити, що зазначені в Табл. 1 механічні дефекти не є єдиними, що можуть бути виявленими вібраційним контролем. Крім де# фектів конструкції за допомогою вимірювання параметрів вібрації виявляються виткові зами# кання в обмотці ротора, несиметричність в схемі обмоток, зменшення спресованості осердя, ослаб# лення кріплення обмоток у пазу і лобових части# нах та інші. Однією з перших універсальних систем вібра# ційного контролю стану гідроагрегату з додатко# вими сенсорами є система V1MOS (Vibration Monitoring System), розроблена в 90#х роках ми# нулого століття у шведському відділенні компанії ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ КОНТРОЛЮ ТА ДІАГНОСТИКИ ПОТУЖНИХ ГІДРОГЕНЕРАТОРІВ ЗА РАХУНОК ЗАСТОСУВАННЯ ЄМНІСНИХ ВИМІРЮВАЧІВ ПАРАМЕТРІВ МЕХАНІЧНИХ ДЕФЕКТІВ ЛЕВИЦЬКИЙ А.С., канд. техн. наук, Ін#т електродинаміки НАН України, м. Київ УДК 621.313.322 Обґрунтовано переваги ємнісних сенсорів при застосуванні їх для контролю та діагностики потужних гідро3 генераторів. Показано, що сенсори даного типу є перспективними пристроями, які широко застосовуються провідними світовими компаніями (зокрема VibrosytM, Канада). Наведено матеріали про розробки таких сенсорів в Інституті електродинаміки Національної академії наук України.

Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах

Репозитарії

Схожі ресурси