一種能夠改變磁極上阻尼導條根數的發電電動模型機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于研宄用發電電動機的模型機技術領域，特別涉及一種能夠改變磁極上阻尼導條根數的發電電動模型機。
【背景技術】
[0002]同步發電機作為電力系統最重要元件之一，其運行行為對于系統的穩定性具有重要作用。而同步發電機阻尼導條的作用則會對系統動態特性產生重要的影響。發電機阻尼導條的作用不僅會受到磁路飽和、磁場畸變以及交叉磁化等非線性因素的影響，而且阻尼電流還會受到集膚效應的影響，這些因素會導致阻尼導條中的電流及其產生的阻尼作用變得非常復雜，為了能夠直觀的研宄阻尼導條的作用，最佳方案就是直接測量阻尼導條中的電流。
[0003]然而，為了保證電力系統的安全穩定運行，現場的大型發電機很難進行切機、突然短路等極端實驗來研宄它的各種動態特性和參數；同時，由于同步發電機的阻尼導條固定在轉子表面并隨轉子一同旋轉，這樣使得發電機運行過程中無法直接測試阻尼導條中的電流。

【發明內容】

[0004]為了研宄不同數量阻尼導條對同步電機運行行為的影響，本發明提供了一種能夠改變磁極上阻尼導條根數的發電電動模型機。
[0005]本發明采用的技術方案為:
[0006]在轉子鐵心上設置電樞繞組，定子上設置磁極和勵磁繞組，且定子安裝在機殼上；在每個磁極所在的區域靠近轉子鐵心的位置分別設置若干個阻尼槽，各阻尼槽內分別插入阻尼導條或仿形槽樣棒，從而在不置換磁極時實現阻尼導條根數的改變。
[0007]所述仿形槽樣棒為疊片式仿形槽樣棒，由若干個形狀相同的槽樣片疊合組成；單個槽樣片的形狀與阻尼槽的形狀相同，厚度等于單片磁極的厚度，槽樣片所用材料的磁導率和電導率均與磁極相同。
[0008]所述阻尼槽內全部插入阻尼導條或全部插入仿形槽樣棒或將阻尼導條和仿形槽樣棒混合插入。
[0009]所述阻尼導條和仿形槽樣棒混合插入阻尼槽時，阻尼導條與仿形槽樣棒均勻交錯布置，或使阻尼導條相對于中心位置的阻尼槽對稱布置。
[0010]所述定子和轉子鐵心的兩端均設置端蓋；所述機殼和端蓋均采用開啟式結構。
[0011]本發明的有益效果為:
[0012](I)當每個磁極上實際配置的阻尼導條根數少于阻尼槽孔數時，可以在空閑的阻尼槽插入疊片式仿形槽樣棒，從而在不置換磁極時實現阻尼導條根數的改變，也不會因為空閑阻尼槽的存在而導致氣隙磁場的波動。
[0013](2)電樞繞組位于轉子且隨轉子一同旋轉，而磁極、勵磁繞組和阻尼導條位于定子上，機座和端蓋都采用開啟式結構，這樣在旋轉狀態可以方便測試阻尼電流，而在停機后不用拆下端蓋、不用更換磁極就可以改變阻尼導條的根數。由于阻尼導條位于定子且不隨轉子旋轉，因而可直接采用霍爾電流互感器采集阻尼導條中的電流，并通過數字示波器記錄電流波形，進行數據處理后最終得到發電電動機動態過程中的阻尼電流。
[0014](3)所述發電電動機模型機可用于研宄不同數量阻尼導條對發電電動機穩態及暫態性能的影響；為進一步研宄發電機動態過程中的阻尼特性、阻尼等效參數等問題提供了實驗依據。
[0015](4)進行發電機實驗時，采用直流電動機將其拖動至同步速，在模型機勵磁繞組中施加勵磁電壓，可進行非并網條件下的各種實驗，如空載特性、短路特性及空載突然短路等試驗，同時，當模型機并網運行時，可實現穩態以及轉矩擾動、勵磁擾動、負載突然短路等試驗；進行電動機實驗時，在勵磁繞組中串10倍勵磁電阻，三相電樞繞組施加額定電壓直接啟動，當轉速達到亞同步速時，立即通入勵磁電流牽入同步速，啟動后可進行電動機工況下的穩態以及甩負荷、勵磁擾動、負載突然短路等試驗。
【附圖說明】
[0016]圖1為根據本發明技術方案設計制造的1kW發電電動機模型機的二維界面示意圖，每極下最大阻尼導條數為7根；
[0017]圖2為疊片式仿形槽樣棒的結構示意圖；
[0018]圖3 (a)為根據本發明技術方案設計制造的1kW發電電動機模型機每極下有7根阻尼導條的二維界面示意圖(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0019]圖3 (b)為根據本發明技術方案設計制造的1kW發電電動機模型機每極下有6根阻尼導條的二維界面示意圖，第a4、b4阻尼槽用圖3所示的疊片式仿形槽樣棒填充，圖中用黑色表示(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0020]圖3(c)為根據本發明技術方案設計制造的1kW發電電動機模型機每極下4根阻尼導條的二維界面示意圖，第a2、a4、a6、b2、b4、b6阻尼槽用圖3所示的疊片式仿形槽樣棒填充，圖中用黑色表示(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0021]圖3 (d)為根據本發明技術方案設計制造的1kW發電電動機模型機每極下O根阻尼導條的二維界面示意圖，所有阻尼槽均用圖3所示的疊片式仿形槽樣棒填充，圖中用黑色表示(僅畫出一對極，其它兩對極與其相同)；
[0022]圖4為發電電動機模型機阻尼導條的端部連接方式示意圖；
[0023]阻尼導條采用順繞的紫銅線構成，采用搭接短線和壓接卡子將相鄰兩個沒有連接的阻尼導條端部壓接起來；
[0024]圖5(a)為采用圖3(a)安裝方式，每極下阻尼導條為7根時，發電電動機模型機空載自啟動過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0025]圖5(b)為采用圖3(a)安裝方式時，發電電動機模型機空載自啟動過程中，al槽中阻尼導條電流的變化曲線；
[0026]圖5 (C)為采用圖3(b)安裝方式時，發電電動機模型機空載自啟動過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0027]圖5(d)為采用圖3(b)安裝方式時，發電電動機模型機空載自啟動過程中，al槽中阻尼導條電流的變化曲線；
[0028]圖5(e)為采用圖3(c)安裝方式時，發電電動機模型機空載自啟動過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0029]圖5(f)為采用圖3(c)安裝方式時，發電電動機模型機空載自啟動過程中，al槽中阻尼導條電流的變化曲線；
[0030]圖6 (a)為采用圖3(a)、圖3(c)和圖3(d)安裝方式時，發電電動機模型機空載突然短路過程中，電樞A相電流的變化曲線；
[0031]圖6(b)為采用圖3(a)、圖3(c)和圖3(d)安裝方式時，發電電動機模型機空載突然短路過程中，勵磁電流的變化曲線；
[0032]圖6(c)為采用圖3(a)、圖3(c)和圖3(d)安裝方式時，發電電動機模型機空載突然短路過程中，al槽中阻尼導條電流的變化曲線；
[0033]圖7為所有阻尼槽采用疊片式仿形槽樣棒填充和不填充時，發電電動機模型機的空載感應電動勢曲線。
[0034]圖中標號:
[0035]1-勵磁繞組；2_定子磁軛；3_磁極；4_阻尼槽；5_電樞繞組；6_轉子鐵心；7_搭接短線；8_定子鐵心；9_壓接卡子；10_阻尼導線。
【具體實施方