135MW空冷汽輪發(fā)電機勵磁機設計與研究.pdf

1、勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機組的重要組成部分，直接影響到發(fā)電機組的運行特性。勵磁系統(tǒng)一般由兩部分組成，一部分是勵磁功率單元，它向同步發(fā)電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流；另一部分是控制部分，根據(jù)發(fā)電機的運行工況，自動地調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵磁電流，以滿足發(fā)電機的運行要求。根據(jù)功率單元部分形式的不同，同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)分為直流勵磁機勵磁系統(tǒng)、無刷勵磁系統(tǒng)和靜止可控硅勵磁系統(tǒng)。無刷勵磁方式在技術(shù)上具有兩大優(yōu)勢：一是勵磁電流的大小不受滑環(huán)和炭刷的限制，所

2、以更適合于大型汽輪發(fā)電機組；二是沒有滑環(huán)炭刷引起的火花，適合于防爆防火的特殊環(huán)境。近幾十年來，隨著半導體工業(yè)的迅速發(fā)展，無刷勵磁方式的發(fā)電機已經(jīng)成為經(jīng)典的同步發(fā)電機最具前途的發(fā)展方向之一。本文對WBT95+WPE35隱極旋轉(zhuǎn)整流無刷勵磁機進行了設計與研究。 1)WBT95無刷(主)勵磁機 無刷勵磁機是一臺旋轉(zhuǎn)電樞式的交流，旋轉(zhuǎn)電樞的交流輸出接到旋轉(zhuǎn)整流盤中的硅整流橋進行整流，把直流電直接引入發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組。為了減少勵磁

3、機固有的時間常數(shù)，通常是提高勵磁機的頻率，WBT95為200Hz。另外，為了減小勵磁機環(huán)節(jié)的動態(tài)時間常數(shù)，還在自動調(diào)節(jié)裝置中引入勵磁機磁場電流硬反饋措施。 2)WPE35永磁副勵磁機 本課題設計的以稀土鈷為永磁材料的副勵磁機具有體積小、重量輕、不需要勵磁電流、外特性硬、電壓變化率低、機械和電氣時間常數(shù)小、軸向尺寸短、操作穩(wěn)定性和可靠性都很高的特點，大大提高了電站運行的穩(wěn)定性。 3)旋轉(zhuǎn)整流裝置 旋轉(zhuǎn)整流裝

4、置是無刷勵磁技術(shù)的核心部分，眾多的整流元件、熔斷器、保護電容器及一切引線都必須布置在高速旋轉(zhuǎn)和空間很小的轉(zhuǎn)盤內(nèi)。各種旋轉(zhuǎn)整流裝置都必須妥善解決這些技術(shù)難題，尤其是大容量、高勵磁電壓和大勵磁電流的機組。 WBT95+WPE35隱極旋轉(zhuǎn)整流無刷勵磁機，系我廠迄今功率最大的勵磁機，能夠與多種不同容量的主機(100-200MW)配套，具有較高的標準化、通用化水平，填補了國內(nèi)空白。 另外，試驗研究中重點對三支撐軸系進行了探討：振動

5、是考核汽輪發(fā)電機組制造、運行的重要指標。裝配和平衡是影響振動的兩個主要因素。WX21-073LLT型135MW汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸系采用三支撐結(jié)構(gòu)，發(fā)電機轉(zhuǎn)子、勵磁機轉(zhuǎn)子單獨加工，采用固定聯(lián)軸器聯(lián)接，且發(fā)電機轉(zhuǎn)子與勵磁機轉(zhuǎn)子重量比例懸殊，勵磁機轉(zhuǎn)子“長徑比”較大，從振動理論觀點看，屬較大外伸懸臂轉(zhuǎn)子，對裝配和平衡精度提出了更高的要求。研究試用了新技術(shù)，產(chǎn)品振動指標能滿足IEC34、GB/T7064-2002標準之規(guī)定以及ABB技術(shù)規(guī)范的要求