CN104062587B

CN104062587B - 励磁式发电机故障模拟系统

Info

Publication number: CN104062587B
Application number: CN201410333317.7A
Authority: CN
Inventors: 周凯; 那日沙; 金宁治
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2034-07-14
Also published as: CN104062587A

Abstract

励磁式发电机故障模拟系统。发电机发生故障时,拆卸较困难，不能确定故障的部位和原因。本发明组成包括：拖动电机（1），拖动电机输出端有弹性联轴器A（2），弹性联轴器A接主发电机（3），主发电机上有定子故障接点（4），且输出端有滑环A（5），滑环A上有主发电机转子故障设置点接头（6），滑环A接弹性联轴器B（7），弹性联轴器B接滑环B（8），滑环B上有励磁电压及整流后电压测试点接头（9），滑环B接三相桥式旋转整流器（10），整流器上有整流二极管（11）并接励磁发电机（12），励磁发电机上有励磁电流输入端子（13），且输出端有转子线圈故障设置点（14），左侧接控制面板（15）。本发明用于励磁式发电机故障模拟。

Description

励磁式发电机故障模拟系统

技术领域：

本发明涉及一种励磁式发电机故障模拟系统

背景技术：

发电机是电气系统的主要电源, 使用过程中可能发生不发电、输出电压过低(高)和输出电压不稳等故障。其中输出电压过低现象是最为常见的故障之一, 而且通常是不发电故障的前兆, 其故障原因主要是发电机励磁调节器出现故障、整流二极管出现故障、励磁绕组部分短路、三相绕组出现故障和导线连接不良等。由于发电机在现场工作发生故障时, 拆卸较为困难，且外部只能测量输出电压的有效值, 只能评价发电机的总体技术状况, 不能确定故障的部位和原因。因此，设计一套专门的发电机故障模拟系统，可以对整个发电系统进行台架分析，通过人为设置故障与实际工作现象进行对比，快速实现检测和判断故障的功能, 进而提高故障检测效率。在传统励磁式发电机故障模拟系统中，发电机的故障多以匝间短路和相间短路为主，而这些故障全都部是针对主发电机而言的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种励磁式发电机故障模拟系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种励磁式发电机故障模拟系统，其组成包括：拖动电机，所述的拖动电机输出端安装弹性联轴器A，所述的弹性联轴器A连接主发电机输入端，所述的主发电机上具有定子故障点接头，所述的主发电机输出端安装滑环A，所述的滑环A上有主发电机转子故障设置点接头，所述的滑环A连接弹性联轴器B一端，所述的弹性联轴器B另一端连接滑环B，所述的滑环B有三相交流励磁电压及整流后直流电压测试点接头，所述的滑环B连接三相桥式旋转整流器，所述的三相桥式旋转整流器上具有整流二极管，所述的三相桥式旋转整流器另一端接励磁发电机的输入端，所述的励磁发电机上具有励磁电流输入端子，所述的励磁发电机输出端具有励磁发电机转子线圈故障设置点。控制面板与所述的拖动电机、所述的主电机、所述的励磁发电机电连接，所述的控制面板左半部分具有变频器，所述的控制面板右半部上方具有滑环A设置点和滑环B测试点，所述的控制面板右半部中间具有主发电机定子故障设置点，所述的控制面板右半部下方具有励磁电流控制器，底座与所述的拖动电机、所述的主发电机、所述的滑环A、所述的滑环B、所述的励磁发电机、所述的控制面板螺栓连接。

所述的主发电机输出端有12个端子，端子通过插头与导线引到控制面板上，在面板上进行定子故障设置，所述的主发电机转子由于是旋转部件，需要通过滑环将绕组引出才能进行故障点设置，滑环A为主发电机转子故障设置点，通过插头与导线引到控制面板上，面板上O点为三相绕组的星点，A2、B2、C2为三相绕组的中间抽头。

所述的励磁发电机转子线圈故障设置点安装于电机端部转盘上，其中O点为三相绕组的星点，A1、B1、C1为三相绕组的中间抽头。

所述的旋转整流器为6个整流二极管以对称方式固定于转盘上，通过导线接为桥式结构，整流后输出电压测试点通过滑环B引到控制面板上，测试点为U+、U-。

所述的主发电机可额外配置偏心端盖，由于转子是通过轴承固定在电机两侧端盖上的，在端盖机械加工过程中使轴承固定点稍微偏离中心，励磁机与主发电机的转子输出轴均为空心结构，各旋转部件导线均布置在空心轴内。

本发明的有益效果：

1.本发明可以对整个发电系统进行台架分析，通过人为设置故障与实际工作现象进行对比，快速实现检测和判断故障的功能, 进而提高故障检测效率。在传统励磁式电机故障模拟系统中，电机的故障多以匝间短路和相间短路为主，而这些故障全都部是针对主发电机而言的。本故障模拟系统采取两级发电模式，将励磁发电机、主发电机和拖动电机三者通过联轴器集成在同一轴上，不但能够实现主发电机故障的模拟，还能实现励磁机故障模拟，并且本故障模拟系统故障测试和设置均在控制面板上，仅励磁发电机转子线圈故障在输出端转盘上设置，操作方便，易于观察和数据采集。

2.本发明为励磁发电机提供励磁电流，当变频器控制拖动电机达到一定转速时，励磁发电机会产生三相交流电，三相交流电通过三相桥式旋转整流器将交流电转变为直流电，为主发电机提供励磁电流，从而使主发电机产生三相交流电。在没有设置故障的情况下，调节励磁电流控制器输出电流值就可以调节主发电机输出的交流电压。

3.本发明采取两级发电模式，可设置的故障内容丰富，包括励磁机转子绕组匝间短路、主发电机定子绕组匝间短路、主发电机转子绕组匝间短路、旋转整流器开路故障以及主发电机转子偏心故障，各故障点现象均可观测。定子故障测试点通过导线直接引到控制面板上，转子故障测试点则通过滑环引出到控制面板上。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种励磁式发电机故障模拟系统，其组成包括：拖动电机1，所述的拖动电机输出端安装弹性联轴器A，件号：2，所述的弹性联轴器A连接主发电机3输入端，所述的主发电机上具有定子故障点接头4，所述的主发电机输出端安装滑环A，件号：5，所述的滑环A上有主发电机转子故障设置点接头6，所述的滑环A连接弹性联轴器B，件号：7一端，所述的弹性联轴器B另一端连接滑环B，件号：8，所述的滑环B有三相交流励磁电压及整流后直流电压测试点接头9，所述的滑环B连接三相桥式旋转整流器10，所述的三相桥式旋转整流器上具有整流二极管11，所述的三相桥式旋转整流器另一端接励磁发电机12的输入端，所述的励磁发电机上具有励磁电流输入端子13，所述的励磁发电机输出端具有励磁发电机转子线圈故障设置点14，控制面板15与所述的拖动电机、所述的主电机、所述的励磁发电机电连接，所述的控制面板左半部分具有变频器16，所述的控制面板右半部上方具有滑环A设置点17和滑环B测试点18，所述的控制面板右半部中间具有主发电机定子故障设置点19，所述的控制面板右半部下方具有励磁电流控制器20，底座21与所述的拖动电机、所述的主发电机、所述的滑环A、所述的滑环B、所述的励磁发电机、所述的控制面板螺栓连接。

实施例2：

根据实施例1所述的励磁式发电机故障模拟系统，所述的主发电机输出端有12个端子，端子通过插头与导线引到控制面板上，在面板上进行定子故障设置，横排每4个端子为一组，这4四个端子分别主发电机一相定子绕组的首末端及中间抽头，通过外部短路线的连接，可以使某一相绕组部分匝数短路，进而造成三相绕组不平衡，从而实现主发电机定子绕组匝间短路故障。

实施例3：

所述的励磁式发电机故障模拟系统，所述的主发电机转子由于是旋转部件，需要通过滑环将绕组引出才能进行故障点设置，滑环A为主发电机转子故障设置点，通过插头与导线引到控制面板上，面板上O点为三相绕组的星点，A2、B2、C2为三相绕组的中间抽头，如：将其中的A2点与O点连接，即可使A相绕组部分匝数短路，进而造成转子绕组不平衡，从而实现主发电机转子绕组匝间短路故障。

实施例4：

根据实施例1所述的励磁式发电机故障模拟系统，所述的励磁发电机转子线圈故障设置点安装于电机端部转盘上，其中O点为三相绕组的星点，A1、B1、C1为三相绕组的中间抽头，如：将其中的A1点与O点连接，即可使A相绕组部分匝数短路，进而造成三相绕组不平衡，从而实现励磁机转子绕组匝间短路故障。通过滑环1将励磁机三相输出交流电测试点引到控制面板上，对应测试点分别为A3、B3、C3。

实施例5：

根据实施例1所述的励磁式发电机故障模拟系统，所述的旋转整流器为6个整流二极管以对称方式固定于转盘上，通过导线接为桥式结构，将其中的某一根导线做开路处理，就可实现相应二极管的开路故障。整流后输出电压测试点通过滑环B引到控制面板上，测试点为U+、U-。

实施例6：

根据实施例1或2或3或4所述的励磁式发电机故障模拟系统，所述的主发电机可额外配置偏心端盖，由于转子是通过轴承固定在电机两侧端盖上的，在端盖机械加工过程中使轴承固定点稍微偏离中心，即可实现转子偏心故障。励磁机与主发电机的转子输出轴均为空心结构，各旋转部件导线均布置在空心轴内。

实施例7：

根据实施例1或2或3或4或5或6所述的励磁式发电机故障模拟系统设置结果的观测方法，利用示波器在控制面板故障设置点及观测点上直接观测波形。

Claims

1.一种励磁式发电机故障模拟系统，其组成包括：拖动电机，其特征是：所述的拖动电机输出端安装弹性联轴器 A，所述的弹性联轴器 A 连接主发电机输入端，所述的主发电机上具有定子故障点接头，所述的主发电机输出端安装滑环 A，所述的滑环 A 上有主发电机转子故障设置点接头，所述的滑环 A 连接弹性联轴器 B 一端，所述的弹性联轴器 B 另一端连接滑环 B，所述的滑环 B 上具有三相交流励磁电压及整流后直流电压测试点接头，所述的滑环 B 连接三相桥式旋转整流器，所述的三相桥式旋转整流器上具有整流二极管，所述的三相桥式旋转整流器另一端接励磁发电机的输入端，所述的励磁发电机上具有励磁电流输入端子，所述的励磁发电机输出端具有励磁发电机转子线圈故障设置点，控制面板与所述的拖动电机、所述的主电机、所述的励磁发电机电连接，所述的控制面板左半部分具有变频器，所述的控制面板右半部上方具有滑环 A 设置点和滑环 B 测试点，所述的控制面板右半部中间具有主发电机定子故障设置点，所述的控制面板右半部下方具有励磁电流控制器，底座与所述的拖动电机、所述的主发电机、所述的滑环 A、所述的滑环 B、所述的励磁发电机、所述的控制面板螺栓连接。

2.根据权利要求 1 所述的励磁式发电机故障模拟系统，其特征是：所述的主发电机输出端有 12 个端子，端子通过插头与导线引到控制面板上，在面板上进行定子故障设置，所述的主发电机转子由于是旋转部件，需要通过滑环将绕组引出才能进行故障点设置，滑环A 为主发电机转子故障设置点，通过插头与导线引到控制面板上，面板上 O 点为三相绕组的星点， A2、B2、C2 为三相绕组的中间抽头。

3.根据权利要求 1 或 2 所述的励磁式发电机故障模拟系统，其特征是：所述的励磁发电机转子线圈故障设置点安装于电机端部转盘上，其中 O 点为三相绕组的星点，A1、B1、C1 为三相绕组的中间抽头；

所述的旋转整流器为 6 个整流二极管以对称方式固定于转盘上，通过导线接为桥式结构，整流后输出电压测试点通过滑环 B 引到控制面板上，测试点为 U+、U-；

所述的主发电机可额外配置偏心端盖，由于转子是通过轴承固定在电机两侧端盖上的，在端盖机械加工过程中使轴承固定点稍微偏离中心，励磁发电机与主发电机的转子输出轴均为空心结构，各旋转部件导线均布置在空心轴内。