CN105846619B - 一种大型同步发电机转子平衡校调方法 - Google Patents

一种大型同步发电机转子平衡校调方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型同步发电机转子平衡校调方法，包括下列步骤：步骤1：通过高压顶油将转子的两端顶起，并使转子的旋转轴保持水平；步骤2：沿着转子磁轭截面的圆周，随机取四个圆周等分点，并沿着逆时针或顺时针方向依次标记为1号～4号圆周等分点；步骤3：依次测量1号～4号圆周等分点的临界值D1～D4，保证min(D1,D2)>max(D3,D4)，临界值为转子克服其与高压顶油之间的静摩擦力而旋转时需要添加的平衡块质量的临界值；步骤4:通过两次二分法查找，在1号圆周等分点和2号圆周等分点之间的四分之一圆弧s1上确定该转子磁轭截面的最轻点，在3号圆周等分点和4号圆周等分点之间的四分之一圆弧s2上确定该转子磁轭截面的最重点。

Description

一种大型同步发电机转子平衡校调方法
技术领域
本发明涉及电机制造领域的一种大型同步发电机转子平衡校调方法。
背景技术
由于电机外型尺寸较大，转子自重87吨，外径6.6米,无法校调动平衡，目前的静平衡工装同样无法满足使用要求，转子放上平衡架上之后，会造成平衡架变型，导致校调结果不准确，并且转子校调平衡时，在平衡架转动起来后，无法制动，转动惯量大，平衡架无法限制，容易产生严重的质量事故及安全因素。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其大大降低了大型发电机的生产成本，确保了顺利试车，提高了产品的质量。同时相比较常规方法，避免了无法制动的缺点，降低了风险，保证产品的安全。
实现上述目的的一种技术方案是：一种大型同步发电机转子平衡校调方法，包括下列步骤：
步骤1：通过高压顶油将转子的两端顶起，并使所述转子的旋转轴保持水平；
步骤2：沿着所述转子磁轭截面的圆周，随机取四个圆周等分点，并沿着逆时针或顺时针方向依次标记为1号～4号圆周等分点；
步骤3：依次测量1号～4号圆周等分点的临界值D1～D4，保证min(D1,D2)>max(D3,D4)，所述临界值为所述转子克服其与所述高压顶油之间的静摩擦力而旋转时需要添加的平衡块质量的临界值；
步骤4:通过两次二分法查找，在1号圆周等分点和2号圆周等分点之间的四分之一圆弧s1上确定该转子磁轭截面的最轻点，在3号圆周等分点和4号圆周等分点之间的四分之一圆弧s2上确定该转子磁轭截面的最重点,所述转子的不平衡量为所述转子磁轭截面的最轻点和最重点的临界值之间的差值。
进一步的，所述转子的不平衡量大于5kg时，在所述转子磁轭截面的最轻点处添加平衡块，使所述转子的不平衡量小于5kg。
进一步的，步骤4包括下列步骤：
将四分之一圆弧s1的中点设为5号圆周等分点，将四分之一圆弧s2的中点设为6号圆周等分点，并测量5号圆周等分点的临界值D5，以及6号圆周等分点的临界值D6；
当D5>max(D1,D2)且D6＜min(D3,D4)时，
则将1号圆周等分点和2号圆周等分点中临界值中大者与5号圆周等分点之间的八分之一圆弧的中点设为7号圆周等分点并测量7号圆周等分点的临界值D7，5号圆周等分点和7号圆周等点中临界值大者为该转子磁轭截面的最重点；
将3号圆周等分点和4号圆周等分点中临界值中小者与6号圆周等分点之间的八分之一圆弧的中点设为8号圆周等分点并测量8号圆周等分点的临界值D8，6号圆周等分点和8号圆周等点中临界值小者为该转子磁轭截面的最轻点；
最终得到所述转子的不平衡量为该转子磁轭截面的最轻点和最重点的临界值之差值，在该转子磁轭截面的最轻点处添加平衡块。
再进一步的，若D5>max(D1,D2)和D6＜min(D3,D4)中有任意一个条件不满足时，则返回步骤2。
再进一步的，步骤3和步骤4中，在确定任意一个圆周等分点的临界值Di时，均采用了由若干质量不全等的平衡块所组成的平衡块套装进行检测，其中i＝1～8。
更进一步的，在确定任意一个圆周等分点的临界值Di时，先测量所述转子能自由旋转时该圆周等分点处所添加的平衡块质量的最小值Mi，再测量所述转子保持静止时在该圆周等分点处所添加的平衡块质量的最大值mi，其中mi为验证Mi的准确性而存在，若Mi>mi，则取值Di＝Mi。
还要进一步的，步骤3和步骤4中，Mi和mi之间的差值，为该平衡块套装中质量最小的平衡块的质量，或质量第二小的平衡块的质量，或质量第二小平衡块与质量最小平衡块之间质量的差值。
还要进一步的，在确定任意一个圆周等分点的临界值Di时，所述平衡块套装中质量大的平衡块先加，质量小的平衡块后加。
采用了本发明的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，包括下列步骤：步骤1：通过高压顶油将转子的两端顶起，并使所述转子的旋转轴保持水平；步骤2：沿着所述转子磁轭截面的圆周，随机取四个圆周等分点，并沿着逆时针或顺时针方向依次标记为1号～4号圆周等分点；步骤3：依次测量1号～4号圆周等分点的临界值D1～D4，保证min(D1,D2)>max(D3,D4)，所述临界值为所述转子克服其与所述高压顶油之间的静摩擦力而旋转时需要添加的平衡块质量的临界值；步骤4:通过两次二分法查找，在1号圆周等分点和2号圆周等分点之间的四分之一圆弧s1上确定该转子磁轭截面的最轻点，在3号圆周等分点和4号圆周等分点之间的四分之一圆弧s2上确定该转子磁轭截面的最重点,所述转子的不平衡量所述转子磁轭截面的最轻点和最重点的临界值之间的差值。其技术效果是：其大大降低了大型发电机的生产成本，确保了顺利试车，提高了产品的质量。同时相比较常规方法，避免了无法制动的缺点，降低了风险，保证产品的安全。
附图说明
图1为本发明的一种大型同步发电机转子平衡校调方法中步骤2的圆周等分点选取示意图。
图2为本发明的一种大型同步发电机转子平衡校调方法中步骤3的圆周等分点选取示意图。
图3为本发明的一种大型同步发电机转子平衡校调方法中步骤4的圆周等分点选取示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
本发明的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，包括下列步骤：
步骤1：通过高压顶油将转子的两端顶起，并使所述转子的旋转轴保持水平。
步骤2：沿着所述转子磁轭截面的圆周，随机取四个圆周等分点，并将四个圆周等分点沿着逆时针或顺时针方向，依次标记为1号至4号圆周等分点。
步骤3：依次测量1号至4号圆周等分点的临界值D1～D4，该测量是通过在所要测量的圆周等分点处添加平衡块进行的。所述的临界值为所述转子克服其与所述高压顶油之间的静摩擦力而旋转时需要添加的平衡块质量的临界值。
i号圆周等分点，其中i＝1～4的临界值Di的测量方法为：先测量所述转子能自由旋转时在i号圆周等分点处所添加的平衡块质量的最小值Mi，再测量所述转子保持静止时i号圆周等分点处所添加的平衡块质量的最大值mi。其中mi为验证Mi的准确性而存在，若Mi>mi，则取值Di＝Mi。同时要保证1号至4号圆周等分点的临界值D1～D4之间存在下列关系：
min(D1,D2)>max(D3,D4)。
本实施例中D1>＝D2>D4>＝D3。
本实施例中所采用的平衡块套装中包含质量分别为5kg、10kg、15kg、55kg、60kg、70kg、80kg的至少一块平衡块，经过试验得到：
M1＝90kg、M2＝90kg、M3＝70kg，M4＝80kg；
M1＝85kg、m2＝80kg、m3＝60kg，m4＝70kg；
1～4号圆周等分点处，Mi和mi之间的差值，可为该平衡块套装中质量最小的平衡块的质量，即5kg，或质量第二小的平衡块的质量即10kg，或质量第二小平衡块与质量最小平衡块之间的差值，即5kg。在任意一个圆周等分点处，所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值Mi，以及所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值mi均应测量多次，以保证结果的准确性。
经计算得到，D1+D2>D3+D4。
可以得出在所述转子的磁轭截面上，3号圆周等分点和4号圆周等分点之间的四分之一圆弧s2的质量大于1号圆周等分点和1号圆周等分点之间的四分之一圆弧s1的质量。
步骤4：
将四分之一圆弧s1的中点设为5号圆周等分点，分别测量5号圆周等分点处，所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值M5，以及所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值m5，根据步骤3中，确定1号至4号圆周等分点的临界值D1～D4相同的方法，确定5号圆周等分点的临界值D5。
将四分之一圆弧s2的中点设为6号圆周等分点，分别测量6号圆周等分点处，所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值M6，以及所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值m6，根据步骤3中，确定1号至4号圆周等分点的临界值D1～D4相同的方法，确定6号圆周等分点的临界值D6。
本实施例中的测量结果为：
M5＝95kg、m5＝90kg、M6＝65kg，m6＝60kg。
由此可以得到D5>D1>＝D2，D6＜D3＝＜D4。
由此可得，沿着所述转子磁轭截面的圆周，1号圆周等分点处和2号圆周等分点的质量大于5号圆周等分点的质量，沿着所述转子磁轭截面的圆周，6号圆周等分点的质量大于3号圆周等分点处和4号圆周等分点的质量。
在1号圆周等分点的临界值D1等于2号圆周点的临界值D2，但是在转子保持静止时，在1号圆周等分点处所添加的平衡块质量的最大值m1大于在2号圆周等分点处所添加的平衡块质量的最大值m2，因此将5号圆周等分点和1号圆周等分点之间的八分之一圆弧的中点设为7号圆周等分点，分别测量7号圆周等分点处，所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值M7，以及所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值m7，根据步骤3中，确定1号至4号圆周等分点的临界值D1～D4相同的方法，确定7号圆周等分点的临界值D7,以验证5号圆周等分点为所述转子磁轭截面的最轻点。
由于4号圆周等分点的临界值D4小于3号圆周点的临界值D3，将6号圆周等分点和4号圆周等分点之间的八分之一圆弧的中点设为8号圆周等分点，分别测量8号圆周等分点处，所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值M8，以及所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值m8，根据步骤3中，确定1号至4号圆周等分点的临界值D1～D4相同的方法，确定8号圆周等分点的临界值D8，以验证6号圆周等分点为所述转子磁轭截面的最重点。
验证结果为:
M7＝90kg、m7＝85kg、M8＝60kg，m8＝65kg。
由以上验证可得到结论，8号圆周等分点为所述转子磁轭截面的最重点，5号圆周等分点为所述转子磁轭截面的最轻点,两者的偏差D5-D8，即所述转子的不平衡量为35kg，即四分之一圆弧s2与四分之一圆弧s1之间的平均偏差。本实施例中为D5-D8为30～35kg内，通过在5号圆周等分点处添加平衡块，使D5-D8小于5kg，最终得到平衡结果。
本发明的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，利用电机的轴承，接高压顶油设备，在高压顶油设备常开的状态下校调静平衡，参考钟摆原理，通过对比转子与轴承之间的最大静摩擦，校调转子的平衡，此方法无需增加任何工装，利用现有设备即可进行转子平衡校调，降低了成本，同时可以保证转子的平衡，在试验时不会因为平衡问题而晃动。此方法需要利用各种规格的平衡块，对平衡进行校调，可以确保不平衡量的偏差在5kg以内，同时确保了顺利试车，提高了产品的质量。并且相比较常规方法，避免了无法制动的缺点，降低了风险，保证产品的安全。
在测量任意一个圆周等分点处所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值Mi，以及所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值mi时，所述平衡块套装中质量大的平衡块先加，质量小的平衡块后加。先测量所述转子能自由旋转时所添加的平衡块质量的最小值Mi。再测量该圆周等分点处所述转子保持静止时所添加的平衡块质量的最大值mi。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围。

Claims (7)

1.一种大型同步发电机转子平衡校调方法，包括下列步骤：
步骤1：通过高压顶油将转子的两端顶起，并使所述转子的旋转轴保持水平；
步骤2：沿着所述转子的磁轭截面圆周，随机取四个圆周等分点，并沿着逆时针或顺时针方向依次标记为1号～4号圆周等分点；
步骤3：依次测量1号～4号圆周等分点的临界值D1～D4，保证min(D1,D2)＞max(D3,D4)，所述临界值为所述转子克服其与所述高压顶油之间的静摩擦力而旋转时需要添加的平衡块质量的临界值；
步骤4:通过两次二分法查找，在1号圆周等分点和2号圆周等分点之间的四分之一圆弧s1上确定该转子磁轭截面的最轻点，在3号圆周等分点和4号圆周等分点之间的四分之一圆弧s2上确定该转子磁轭截面的最重点,所述转子的不平衡量为所述转子磁轭截面的最轻点和最重点的临界值之间的差值，即：
将四分之一圆弧s1的中点设为5号圆周等分点，将四分之一圆弧s2的中点设为6号圆周等分点，并测量5号圆周等分点的临界值D5，以及6号圆周等分点的临界值D6；
当D5＞max(D1,D2)且D6＜min(D3,D4)时，
则将1号圆周等分点和2号圆周等分点中临界值中大者与5号圆周等分点之间的八分之一圆弧的中点设为7号圆周等分点并测量7号圆周等分点的临界值D7，5号圆周等分点和7号圆周等点中临界值大者为该转子磁轭截面的最轻点；
将3号圆周等分点和4号圆周等分点中临界值中小者与6号圆周等分点之间的八分之一圆弧的中点设为8号圆周等分点并测量8号圆周等分点的临界值D8，6号圆周等分点和8号圆周等点中临界值小者为该转子磁轭截面的最重点；
最终得到所述转子的不平衡量为该转子磁轭截面的最轻点和最重点的临界值之差值，在该转子磁轭截面的最轻点处添加平衡块。
2.根据权利要求1所述的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其特征在于：所述转子的不平衡量大于5kg时，在所述转子磁轭截面的最轻点处添加平衡块，使所述转子的不平衡量小于5kg。
3.根据权利要求1所述的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其特征在于：若D5＞max(D1,D2)和D6＜min(D3,D4)中有任意一个条件不满足时，则返回步骤2。
4.根据权利要求1所述的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其特征在于：步骤3和步骤4中，在确定任意一个圆周等分点的临界值Di时，均采用了由若干质量不全等的平衡块所组成的平衡块套装进行检测，其中i＝1～8。
5.根据权利要求4所述的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其特征在于：在确定任意一个圆周等分点的临界值Di时，先测量所述转子能自由旋转时该圆周等分点处所添加的平衡块质量的最小值Mi，再测量所述转子保持静止时在该圆周等分点处所添加的平衡块质量的最大值mi，其中mi为验证Mi的准确性而存在，若Mi＞mi，则取值Di＝Mi。
6.根据权利要求5所述的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其特征在于：步骤3和步骤4中，Mi和mi之间的差值，为该平衡块套装中质量最小的平衡块的质量，或质量第二小的平衡块的质量，或质量第二小平衡块与质量最小平衡块之间质量的差值。
7.根据权利要求5所述的一种大型同步发电机转子平衡校调方法，其特征在于：在确定任意一个圆周等分点的临界值Di时，所述平衡块套装中质量大的平衡块先加，质量小的平衡块后加。
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