永磁发电机动偏心故障下关键部件振动特性

doi:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.03.016

首页 > 过刊浏览>2025年第45卷第3期 >535-542. DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.03.016

永磁发电机动偏心故障下关键部件振动特性
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                        10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.03.016
                    
作者:
                        
                        
                    
作者单位:1.华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室 保定，071003;2.华北电力大学电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心 保定，071003;3.华北电力大学苏州研究院 苏州，215123
作者简介:何玉灵，男，1984年7月生，博士、教授、博士生导师。主要研究方向为电机特性分析、检测与失效预防。曾发表《气隙轴向静偏心对发电机定子-绕组受载及振动的影响》（《振动工程学报》2022年第35卷第3期）等论文。 E-mail： heyuling1@163.com
通讯作者:代德瑞，男，1998年9月生，博士生。主要研究方向为电机特性分析、检测与失效预防。 E-mail： daiderui123@163.com
中图分类号:TM313;TH113.1
基金项目:国家自然科学基金资助项目（52177042）；河北省自然科学基金资助项目（E2020502031）；中央高校基本科研业务费专项基金资助项目（2023MS128）；河北省第三批青年拔尖人才支持计划资助项目（［2018］-27）；河北省研究生创新能力培养资助项目（CXZZBS2023149）；苏州市社会发展科技创新资助项目（SS202134）

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针对永磁同步发电机气隙动偏心故障下关键部件振动特性研究不足的问题，提出便捷经济的发电机动偏心实验模拟方案，分析发电机定子、定子绕组与转子在动偏心故障前后的振动特性。首先，通过建立理论解析模型，揭示动偏心对定子单位面积磁拉力、绕组电磁力与转子不平衡磁拉力及相关部件振动特性的影响机理；其次，构建有限元模型并进行电磁与谐响应分析，阐明定子、绕组及转子的激振力与振动响应特性；然后，搭建基于轴承内圈更换的动偏心实验模拟装置并进行关键部件的振动测试，实现不同偏心程度下的实验验证；最后，对理论、仿真与实验结果进行对比验证，三者结论一致。结果表明：正常情况下定子单位面积磁拉力与绕组电磁力频率成分主要为直流与二倍频，定子及端部绕组的振动频率成分主要为二倍频，转子因无不平衡磁拉力激励故无振动；但动偏心故障下定子单位面积磁拉力与绕组电磁力及二者的振动响应会产生原频率加减转子转频的边带频率成分，而转子受到方向不断变化的不平衡磁拉力，产生频率为转频的振动，且关键部件的受力及振动幅值随着偏心程度的增大而增大。

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收稿日期:2023-06-01
最后修改日期:2024-04-22
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在线发布日期: 2025-06-28
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