引論：我們?yōu)槟砹?篇發(fā)電機(jī)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
發(fā)電機(jī)論文:發(fā)電機(jī)電子技術(shù)論文
1勵(lì)磁保護(hù)及系統(tǒng)穩(wěn)定
發(fā)電機(jī)提供磁場(chǎng)功能的就是勵(lì)磁系統(tǒng)，它可以有效的同步發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)，發(fā)電子轉(zhuǎn)子繞組可以直接從勵(lì)磁系統(tǒng)獲取直流電。勵(lì)磁系統(tǒng)的交直流轉(zhuǎn)換變壓器為勵(lì)磁系統(tǒng)生成直流電，這個(gè)變壓器連接著發(fā)電機(jī)的出口，交流電轉(zhuǎn)換為直流電時(shí)，電勢(shì)產(chǎn)生，有效的支持變壓器的啟動(dòng)，由此可見，發(fā)電機(jī)同步的維持以及發(fā)電機(jī)或輸出無(wú)功率都深受勵(lì)磁系統(tǒng)的。勵(lì)磁電流的突變會(huì)有很多的連鎖反應(yīng)，無(wú)功功率輸出會(huì)變高，然后導(dǎo)致過(guò)高的工作電壓；反之，工作電壓降低，甚至?xí)霈F(xiàn)不同步的情況。
自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)的方式中，勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)在輸出吸收電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率的同時(shí)將電壓始終保持在最正常的范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)的保護(hù)者就是勵(lì)磁控制，它排除發(fā)電機(jī)不允許的工況，從而控制不穩(wěn)定運(yùn)行在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生，對(duì)發(fā)電機(jī)起到相應(yīng)的保護(hù)功能。
2發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性
發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性會(huì)在某些情況下受到一定的影響，例如：線路在電廠輸電到負(fù)荷中心之間過(guò)少，當(dāng)遠(yuǎn)端發(fā)電廠和負(fù)荷中心這兩個(gè)電壓向量之間的夾角達(dá)到90b或以上時(shí)，系統(tǒng)間會(huì)降低傳輸?shù)碾娔芸赡苄裕鹗幰矔?huì)出現(xiàn)在電力系統(tǒng)中，并可能有幾個(gè)孤網(wǎng)被解列。
如果故障導(dǎo)致發(fā)電廠或者負(fù)荷中心之間的線路斷開，兩點(diǎn)之間的電抗就會(huì)增加到一個(gè)能夠提供傳輸卻不能維持同步的較大電能點(diǎn)。發(fā)電機(jī)一系列的不同部會(huì)在震蕩的狀態(tài)下因刺激的跳動(dòng)而引起。負(fù)荷中心同遠(yuǎn)端的電廠之間的輸電線路的電抗會(huì)因系統(tǒng)間的斷路而增加，這就導(dǎo)致同時(shí)出現(xiàn)電勢(shì)衰減、與靜態(tài)穩(wěn)定、不穩(wěn)定等種種現(xiàn)象。
3失磁保護(hù)
各個(gè)系統(tǒng)按部就班，共同協(xié)調(diào)合作才能使發(fā)電機(jī)的保護(hù)和控制協(xié)調(diào)得以實(shí)現(xiàn)，失磁保護(hù)的完成需要與電機(jī)容量、靜態(tài)穩(wěn)定和欠勵(lì)限制相協(xié)調(diào)。發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)工況下運(yùn)行需要經(jīng)由失磁保護(hù)將狀態(tài)設(shè)為允許。要及時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)的失磁現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，以避免因失磁或部分失磁給發(fā)電機(jī)或其他電力部分帶來(lái)嚴(yán)重的損失。電磁失磁之后，會(huì)引起轉(zhuǎn)子、阻尼提高溫度，也大大提高了故障發(fā)生的概率。供給發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的直流供電短路、磁場(chǎng)繞組短或勵(lì)磁系統(tǒng)的斷路器斷開都可能引發(fā)發(fā)電機(jī)失磁。目前，較常用來(lái)檢測(cè)發(fā)電機(jī)失磁的是阻抗繼電器。
4結(jié)束語(yǔ)
大型電力系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的部分是發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)保護(hù)、電機(jī)靜態(tài)、發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行的協(xié)調(diào)，發(fā)電機(jī)保護(hù)與發(fā)電機(jī)控制之間的協(xié)調(diào)都是十分必要的。尤其是大型電力系統(tǒng)生震蕩時(shí)，一切研究的根本目的都是為了保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，本文對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行了詳盡的探討與研究，希望能夠加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，使電力系統(tǒng)能夠安全、、穩(wěn)定運(yùn)行，更好地為社會(huì)生產(chǎn)、生活服務(wù)。
作者：李武裝 單位：河南安陽(yáng)廣源能源生物質(zhì)能熱電有限公司
發(fā)電機(jī)論文:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)論文
1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的構(gòu)成分析
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，其控制系統(tǒng)關(guān)系著機(jī)組是否能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。控制系統(tǒng)可以分為本體系統(tǒng)與電控系統(tǒng)，也叫做總體控制。其中，本體系統(tǒng)又可以分成空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)以及變流系統(tǒng)和其附屬結(jié)構(gòu)；電控系統(tǒng)是由各種不同類型的模塊組成的，分為變槳控制、偏航控制以及變流控制等等。與此同時(shí)，本體系統(tǒng)和電控系統(tǒng)之間已經(jīng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，比如空氣動(dòng)力系統(tǒng)里，槳距主要受變槳控制系統(tǒng)控制，這樣做能夠發(fā)揮風(fēng)能轉(zhuǎn)化的效率，同時(shí)也能使得功率平穩(wěn)。由于風(fēng)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)不同，其控制系統(tǒng)也是不一樣的。根據(jù)功率可以將發(fā)電機(jī)組分定槳距和變槳距發(fā)電機(jī)組以及變速型機(jī)組三種。其控制技術(shù)也是由原來(lái)的定槳距恒速恒頻控制向變槳距恒速恒頻發(fā)展，而后再發(fā)展到變槳距變速恒頻技術(shù)。
2對(duì)定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制分析
在定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組里，主要運(yùn)用的是定槳距風(fēng)力機(jī)與雙速異步發(fā)電機(jī)，所采用的控制系統(tǒng)是恒速恒頻技術(shù)。運(yùn)用這種技術(shù)，確保了機(jī)組運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。定槳距恒速恒頻技術(shù)主要應(yīng)用了軟并網(wǎng)技術(shù)、偏航技術(shù)以及空氣動(dòng)力剎車技術(shù)等等。發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間有晶閘管，晶閘管的開度對(duì)于沖擊電流有很大的影響。使用恒速恒頻技術(shù)對(duì)晶閘管的開度進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而來(lái)對(duì)并網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的電流進(jìn)行限制。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的相關(guān)分析文/江康貴蒲上哲在風(fēng)力發(fā)電中，發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)是確保機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)，因此，加強(qiáng)對(duì)控制系統(tǒng)的研究分析，對(duì)于確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文擬對(duì)機(jī)組中的幾種控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。摘要此外，利用這種技術(shù)，經(jīng)過(guò)傳感、檢測(cè)等能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)偏航以及自動(dòng)解纜的功效。在定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，槳葉的節(jié)角距是固定不變的，如果風(fēng)速比額定的風(fēng)速要大很多時(shí)，那么槳葉本身的自動(dòng)失速就會(huì)失去效能，不能讓輸出的功率更加的平穩(wěn)。
3對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)分析
變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所使用的電機(jī)是可以調(diào)節(jié)滑差的繞線式異步發(fā)電機(jī)，風(fēng)力機(jī)使用的是變槳距風(fēng)力機(jī)。和定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相比較，變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有更大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在輸出功率更加的平穩(wěn)，此外，還有在額定點(diǎn)上有著非常高的風(fēng)能利用系數(shù)，同時(shí)還有非常好啟動(dòng)性能以及非常好的制動(dòng)性。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)主要使用了轉(zhuǎn)速控制器1和2,以及功率控制器。為了能夠較大限度的將由風(fēng)速引發(fā)的功率波動(dòng)降低，機(jī)組還應(yīng)用了轉(zhuǎn)子電流控制技術(shù)。這種技術(shù)可以對(duì)轉(zhuǎn)子的電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而確保轉(zhuǎn)子電流對(duì)恒定電流的給定值進(jìn)行有效的跟蹤，進(jìn)而保障輸出功率的穩(wěn)定。在發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)以前，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)控制著系統(tǒng)的節(jié)距值大小，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有控制器1控制，變槳距系統(tǒng)會(huì)依據(jù)給定的速度參考值，對(duì)節(jié)距角進(jìn)行調(diào)整，從而讓風(fēng)輪擁有比較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在并網(wǎng)以后，發(fā)電機(jī)組主要由控制器2和功率控制進(jìn)行管控。與此同時(shí)，要把發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)差調(diào)整到1%，節(jié)距的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際的風(fēng)速進(jìn)行調(diào)整。在風(fēng)速比額定值高的時(shí)候，伴隨著風(fēng)力的不斷加大，風(fēng)力機(jī)逐漸的吸收更多的風(fēng)能，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也將變快。對(duì)于轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，主要通過(guò)改變節(jié)距來(lái)進(jìn)行。隨著槳距角的改變，發(fā)電機(jī)輸出的功率就會(huì)維持在一個(gè)穩(wěn)定的值上，不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)。某個(gè)時(shí)段的風(fēng)速不穩(wěn)定，一會(huì)上升一會(huì)下降。上升的時(shí)候，輸出功率也隨之上升，轉(zhuǎn)子電流給定值相應(yīng)的改變，從而使得轉(zhuǎn)子電流控制器工作，將轉(zhuǎn)子回路的電阻改變，提升發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率，那么發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)逐漸上升。此時(shí)，風(fēng)力又開始降低，在功率控制的作用下，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨著下降。這樣，在風(fēng)速上升和下降的過(guò)程中，發(fā)電機(jī)的輸出功率基本上沒(méi)有出現(xiàn)變化，這樣就維持了功率的穩(wěn)定，確保了發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
4對(duì)變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分析
與恒速恒頻技術(shù)相比，使用變速恒頻技術(shù)，能夠在風(fēng)速較低的情況下，葉尖速比能夠一直處于的狀態(tài)，從而獲得較大的風(fēng)能。如果風(fēng)速比較大，使用風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化，對(duì)部分能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而增加傳動(dòng)系統(tǒng)的韌性，確保輸出功率的穩(wěn)定性。變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體控制可以分為三個(gè)區(qū)：恒定、轉(zhuǎn)速恒定以及功率恒定。在恒定區(qū)，隨著風(fēng)速的變化，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也出現(xiàn)了變化。受功率—轉(zhuǎn)速曲線的影響，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的值后就保持不變，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)速恒定區(qū)。在這個(gè)區(qū)里，轉(zhuǎn)速控制對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，確保轉(zhuǎn)速不變。當(dāng)風(fēng)力進(jìn)一步增大，功率也增大，達(dá)到極限后，功率進(jìn)入恒定區(qū)。變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)主要就是變速恒頻技術(shù)。雙饋異步發(fā)電機(jī)在繞線轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有三相對(duì)稱的繞組，同時(shí)，三相對(duì)稱交流電又與這三線繞組接通，從而產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速和交流電的頻率以及電機(jī)的極對(duì)數(shù)的關(guān)系非常密切，我們可以通過(guò)下面的公式來(lái)看：在這個(gè)公式中，n2代表的是繞組被接入頻率是f2的交流電之后所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)速度，p代表的是極對(duì)數(shù)。從上面的公式中，我們可以得知，只要頻率發(fā)生改變，既可以使得轉(zhuǎn)速發(fā)生變化；如果通入轉(zhuǎn)子的交流電的相序發(fā)生變化，那么磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向就會(huì)發(fā)生變化。我們可以假設(shè)n1是電網(wǎng)頻率為50Hz的時(shí)候發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，n是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此，只要是n±n2=n1，那么異步電機(jī)的定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率就不會(huì)發(fā)生改變，始終維持在50Hz。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述，當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)越來(lái)越引起人們的關(guān)注了。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，控制系統(tǒng)對(duì)于維持機(jī)組的未定具有非常重要的作用。本文主要分析了三種控制系統(tǒng)：定槳距風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)、變槳距風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)以及變速恒頻控制系統(tǒng)，這三種控制系統(tǒng)隨著風(fēng)速的變化能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出功率的調(diào)整，使其保持平穩(wěn)的狀態(tài)，進(jìn)而維持了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定。
作者：江康貴蒲上哲單位：汕頭市眾業(yè)達(dá)電器設(shè)備有限公司
發(fā)電機(jī)論文:火力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)完善研究論文
熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的重要組成部分，熱工保護(hù)的性對(duì)提高機(jī)組主輔設(shè)備的性和安全性具有十分重要的作用。特別是在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，發(fā)電廠的熱工保護(hù)成為越來(lái)越關(guān)鍵的技術(shù)，需要我們不斷的加以研究和完善。
關(guān)鍵詞：熱電廠設(shè)備；熱工保護(hù)；性意義
0、引言
熱工保護(hù)作為發(fā)電廠至關(guān)重要的核心技術(shù)之一，在近幾年得到快速提升，這在一定程度上為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，但是在機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，不可控的因素時(shí)常發(fā)生，使得熱工保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)，造成機(jī)組停機(jī)，這不僅給企業(yè)的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)額外損失，還會(huì)因危脅電網(wǎng)穩(wěn)定而產(chǎn)生負(fù)面影響。
1、提高熱工保護(hù)系統(tǒng)性的意義
熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組不可缺少的重要組成部分，熱工保護(hù)的性對(duì)提高機(jī)組主輔設(shè)備的性和安全性具有十分重要的作用。熱工保護(hù)系統(tǒng)的功能是當(dāng)機(jī)組主輔設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)超出正常可控制的范圍時(shí)，自動(dòng)緊急聯(lián)動(dòng)相關(guān)的設(shè)備，及時(shí)采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而軟化機(jī)組或設(shè)備故障，避免出現(xiàn)重大設(shè)備損壞或其他嚴(yán)重的后果。但在主輔設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起動(dòng)作，造成主輔設(shè)備停運(yùn)，稱為保護(hù)誤動(dòng)，并因此造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失；在主輔設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)也發(fā)生故障而不動(dòng)作，稱為保護(hù)拒動(dòng)，并因此造成事故的不可避免和擴(kuò)大。
隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大和參數(shù)的提高，熱工自動(dòng)化程度越來(lái)越高，尤其是伴隨著DCS分散控制系統(tǒng)在電力過(guò)程中的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的功能和優(yōu)越性，使機(jī)組的性、安全性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行得到了很大的提高。但由于參與保護(hù)的熱工參數(shù)也隨著機(jī)組容量的增大而越來(lái)越多，發(fā)生機(jī)組或設(shè)備誤動(dòng)或拒動(dòng)的幾率也越來(lái)越大，熱工保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生。因此，提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的性，減少或消除DCS系統(tǒng)失靈和熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)具有非常重要的意義。
2、熱工保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的原因分析
熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的原因大致可以概括為：DCS軟、硬件故障；熱控元件故障；中間環(huán)節(jié)和二次表故障；電纜接線短路、斷路、虛接；熱控設(shè)備電源故障；人為因素；設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在缺陷。
2.1DCS軟、硬件故障隨著DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展，為了確保機(jī)組的安全、，熱工保護(hù)里加入了一些重要過(guò)程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）兩個(gè)CPU均故障時(shí)的停機(jī)保護(hù)，由此，因DCS軟、硬件故障而引起的保護(hù)誤動(dòng)也時(shí)有發(fā)生。主要原因是信號(hào)處理卡、輸出模塊、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊等故障引起。
2.2熱控元件故障因熱工元件故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號(hào)而造成的主機(jī)、輔機(jī)保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)占的比例也比較大，有些電廠因熱工元件故障引起熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)甚至占到了一半。主要原因是元件老化和質(zhì)量不，單元件工作，無(wú)冗余設(shè)置和識(shí)別。
2.3電纜接線短路、斷路、虛接電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護(hù)誤動(dòng)主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進(jìn)水、空氣潮濕腐蝕等引起。
2.4設(shè)備電源故障隨著熱控系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高，熱工保護(hù)中加入了DCS系統(tǒng)一些過(guò)程控制站電源故障停機(jī)保護(hù)。因熱控設(shè)備電源故障引起的熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的次數(shù)也有上升的趨勢(shì)。主要原因是熱控設(shè)備電源接插件接觸不良、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)不導(dǎo)致。
2.5人為因素因人為因素引起的保護(hù)誤動(dòng)大多是由于熱工人員走錯(cuò)間隔、看錯(cuò)端子排接線、錯(cuò)強(qiáng)制或漏強(qiáng)制信號(hào)、萬(wàn)用表使用不當(dāng)?shù)日`操作等引起燒損。
2.6設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在缺陷許多機(jī)組因熱控設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試存在質(zhì)量缺陷導(dǎo)致機(jī)組熱工保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。
3、完善熱工保護(hù)的原則與措施
3.1尊重原熱工保護(hù)設(shè)計(jì)原有的熱工保護(hù)項(xiàng)目是設(shè)備廠家經(jīng)多年的研究和實(shí)踐設(shè)計(jì)出來(lái)的，較為成熟，電廠作為設(shè)備的使用者在征得廠家同意前不應(yīng)隨意對(duì)其進(jìn)行更改、更不能進(jìn)行刪減，只能進(jìn)行補(bǔ)漏和完善。
3.2建立設(shè)備試運(yùn)記錄對(duì)重要熱工保護(hù)系統(tǒng)所用的硬件設(shè)備實(shí)行跟蹤記錄制度。熱工保護(hù)系統(tǒng)的性與系統(tǒng)硬件設(shè)備的性直接相關(guān)，所以必須保障系統(tǒng)硬件設(shè)備的性，尤其是保護(hù)出口卡件的性，常規(guī)的做法是每次保護(hù)投入運(yùn)行前對(duì)檢測(cè)元件及卡件進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)合格就可以使用。但是實(shí)際應(yīng)用中還是會(huì)出現(xiàn)校驗(yàn)合格的檢測(cè)元件或卡件在運(yùn)行中故障造成設(shè)備誤動(dòng)的事件。這是因?yàn)闊峥卦O(shè)備尤其是電子設(shè)備對(duì)環(huán)境和安裝要求比較苛刻，不認(rèn)真的安裝以及無(wú)有效的產(chǎn)品保護(hù)都會(huì)造成故障的出現(xiàn)，有些特殊的故障還會(huì)很隱秘的存在，所以很可能將事故隱患忽視。基于此類情況出現(xiàn)的可能，在調(diào)試運(yùn)行中只有做好記錄，嚴(yán)格跟蹤保護(hù)系統(tǒng)校驗(yàn)的每一個(gè)過(guò)程，才能有效避免事故的發(fā)生。
3.3在熱控系統(tǒng)中，盡可能地采用冗余設(shè)計(jì)過(guò)程控制站的電源和CPU冗余設(shè)計(jì)已成為普遍，對(duì)一些保護(hù)執(zhí)行設(shè)備(如跳閘電磁閥)的動(dòng)作電源也應(yīng)該監(jiān)控起來(lái)。對(duì)一些重要熱工信號(hào)也應(yīng)進(jìn)行冗余設(shè)置，并且對(duì)來(lái)自同一取樣的測(cè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行有效的監(jiān)控和判斷，同一參數(shù)的多個(gè)重要測(cè)點(diǎn)的測(cè)量通道應(yīng)布置在不同的卡件以分散由于某一卡件異常而發(fā)生危險(xiǎn)，從而提高其性。重要測(cè)點(diǎn)就地取樣孔也應(yīng)該盡量采用多點(diǎn)并相互獨(dú)立的方法取樣，以提高其性，并方便故障處理。一個(gè)取樣，多點(diǎn)并列的方法有待考慮改進(jìn)。總之，冗余設(shè)計(jì)對(duì)故障查找、軟化和排除十分快捷和方便。
3.4盡量采用技術(shù)成熟、的熱控元件隨著熱控自動(dòng)化程度的提高，對(duì)熱控元件的性要求也越來(lái)越高，所以，采用技術(shù)成熟、的熱控元件對(duì)提高DCS系統(tǒng)整體性有著十分重要的作用。根據(jù)熱控自動(dòng)化的要求，熱控設(shè)備的投資也在不斷地增加，切不可為了節(jié)省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下，一定要選用品質(zhì)好、運(yùn)行業(yè)績(jī)佳的就地?zé)峥卦O(shè)備，以提高DCS系統(tǒng)的整體性和保護(hù)系統(tǒng)的安全性。
3.5對(duì)保護(hù)邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化在電廠中，溫度高保護(hù)是主輔機(jī)設(shè)備保護(hù)的必不可少的一項(xiàng)重要保護(hù)。由于溫度元件受產(chǎn)品質(zhì)量、接線端子松動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等各種因素的影響，在運(yùn)行一定周期后極其容易導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)，從而引起保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。針對(duì)此，可在溫度保護(hù)中增加加速度限制(壞質(zhì)量判斷)，具體措施為：對(duì)溫度保護(hù)增加速率限制功能，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度以≥20℃/s的速率上升時(shí)，即閉鎖該溫度保護(hù)的動(dòng)作，并且在DCS系統(tǒng)畫面上報(bào)警，同時(shí)通知檢修人員進(jìn)行排查故障。這樣通過(guò)優(yōu)化保護(hù)邏輯組態(tài)，對(duì)提高保護(hù)系統(tǒng)的性、安全性，降低熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)、拒動(dòng)率具有十分重要的意義。
3.6提高DCS硬件質(zhì)量和軟件的自診斷能力。
3.7對(duì)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、檢修質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。
3.8嚴(yán)格控制電子間的環(huán)境條件。
3.9提高和改善熱控就地設(shè)備的工作環(huán)境條件。
如:就地設(shè)備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕；就地設(shè)備盡量遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾；就地設(shè)備應(yīng)盡量安裝在儀表柜內(nèi)，必要時(shí)還應(yīng)對(duì)取樣管和柜內(nèi)采取防凍伴熱等措施。超級(jí)秘書網(wǎng)
3.10嚴(yán)格執(zhí)行定期維護(hù)制度做好機(jī)組的大、小修設(shè)備檢修管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，使設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護(hù)和試驗(yàn)。停機(jī)時(shí)，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)檢修徹底檢修、檢查，并進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)試驗(yàn)。
4、結(jié)語(yǔ)
隨著電力事業(yè)和高新技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)電設(shè)備日趨高度自動(dòng)化和智能化，系統(tǒng)的安全性、性變得日益重要。雖然，無(wú)論多么先進(jìn)的設(shè)備，都不可能做到。但對(duì)熱工保護(hù)系統(tǒng)在技術(shù)上、管理制度上應(yīng)采取相應(yīng)的措施后，可以極大地提高熱工保護(hù)的性，從而提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
發(fā)電機(jī)論文:電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)率分析論文
摘要:將概率方法應(yīng)用于電源規(guī)劃,結(jié)合湖北省“十一五”規(guī)劃進(jìn)行發(fā)電性評(píng)估和分析,對(duì)性指標(biāo)對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析,探討2010年湖北電力系統(tǒng)發(fā)電性指標(biāo)的合理取值范圍。
電力系統(tǒng)性是指電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量不間斷地向電力用戶供應(yīng)電力和電能量的能力的量度。研究發(fā)電性的主要目標(biāo)是確定電力系統(tǒng)為保障有充足的電力供應(yīng)所需的發(fā)電設(shè)備容量。其分析方法有確定性的和概率性的2種,國(guó)內(nèi)目前通常采用的是確定性方法,而概率性方法能較好地綜合各種因素的影響,其評(píng)估技術(shù)在國(guó)際上已經(jīng)成熟。現(xiàn)階段,我國(guó)發(fā)電系統(tǒng)性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定,處于一種研究探索階段。本文結(jié)合湖北電網(wǎng)“十一五”規(guī)劃,對(duì)其發(fā)電性進(jìn)行評(píng)估和分析。
1性指標(biāo)計(jì)算
預(yù)計(jì)2010年湖北省統(tǒng)調(diào)較大負(fù)荷為18200MW,用電量為93TW?h;統(tǒng)調(diào)主要電源裝機(jī)容量為20222.7MW(不含三峽電站和恩施州)。性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果如下:2010年湖北電力系統(tǒng)電力不足期望值HLOLE為33.61h/a,電量不足期望值EENS為26332.8MW?h/a。
2敏感性分析
為分析各相關(guān)因素對(duì)發(fā)電性指標(biāo)的影響程度,特從以下幾方面進(jìn)行敏感性分析計(jì)算。
2.1負(fù)荷變化在其它各條件不變的情況下,較大負(fù)荷上下浮動(dòng),2010年湖北電力系統(tǒng)HLOLE值與負(fù)荷大小關(guān)系見圖1所示。圖1負(fù)荷敏感性分析圖由圖1可見,負(fù)荷變化對(duì)發(fā)電性指標(biāo)有著明顯的作用,當(dāng)較大負(fù)荷從推薦水平的120%減少時(shí),HLOLE迅速降低,若負(fù)荷達(dá)到推薦負(fù)荷的105%,則HLOLE增加至基準(zhǔn)負(fù)荷水平時(shí)的1.83倍;若負(fù)荷未達(dá)到推薦負(fù)荷水平(95%),則HLOLE僅為基準(zhǔn)值的56.9%,HLOLE隨負(fù)荷變化趨勢(shì)減緩。由上可知,當(dāng)負(fù)荷越處于高水平時(shí),其變化對(duì)HLOLE的影響越大。由于負(fù)荷發(fā)展水平受多方面因素的影響,負(fù)荷預(yù)測(cè)不可能與實(shí)際一致。隨著社會(huì)的發(fā)展,負(fù)荷越來(lái)越高,其較小的變化相對(duì)值,也會(huì)導(dǎo)致較大的值變化,而且電源建設(shè)存在一定的周期。因此,更應(yīng)重視負(fù)荷的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè),使之更接近實(shí)際水平,另一方面也說(shuō)明在電源規(guī)劃中應(yīng)確定合理的HLOLE的取值范圍,使之具有一定的適應(yīng)能力。
2.2電源裝機(jī)由于電源建設(shè)項(xiàng)目受各方面因素影響較多,特別是在電力市場(chǎng)改革正在進(jìn)行的今天,電源項(xiàng)目的投產(chǎn)期存在更多的不確定性。減少電源裝機(jī)對(duì)HLOLE有一定的影響,但略低于負(fù)荷變化的影響;而增加電源裝機(jī)對(duì)降低HLOLE的影響幅度小于因減少電源裝機(jī)導(dǎo)致電力不足期望值增加的幅度,即系統(tǒng)裝機(jī)容量越少,其變化對(duì)HLOLE的影響越大。從這一點(diǎn)也說(shuō)明確定電力不足期望值的合理范圍的重要性。
2.3等效可用系數(shù)通過(guò)提高現(xiàn)有機(jī)組的等效可用系數(shù),相當(dāng)于增加系統(tǒng)的可用容量,經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于新增機(jī)組方案。2005年湖北省火電機(jī)組的等效可用系數(shù)為91.90%,還具備一定的提高潛力。通過(guò)機(jī)組等效可用系數(shù)的浮動(dòng)計(jì)算可知,隨著等效可用系數(shù)的提高,HLOLE不斷下降,在基準(zhǔn)值上,可用系數(shù)平均降低4個(gè)百分點(diǎn),相當(dāng)于減少600MW的裝機(jī)容量,而增加1個(gè)百分點(diǎn),其效果接近于增加300MW的裝機(jī)容量。因此加強(qiáng)技術(shù)水平和提高管理水平,提高機(jī)組的等效可用系數(shù),在同樣裝機(jī)容量下,能有效地提高發(fā)電性指標(biāo)。
2.4強(qiáng)迫停運(yùn)率2005年湖北省屬機(jī)組等效強(qiáng)迫停運(yùn)率為2.18%。由于各機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)率本身不高,因此其變化時(shí)對(duì)性指標(biāo)的影響相對(duì)要小些。機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率在基準(zhǔn)值基礎(chǔ)上,上下浮動(dòng)30%對(duì)HLOLE的影響并不大,僅相差10%左右。即使機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率增加一倍,對(duì)HLOLE的影響界于減少一臺(tái)300MW機(jī)組和減少一臺(tái)600MW機(jī)組之間;機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率為零時(shí),效果相當(dāng)于增加一臺(tái)300MW機(jī)組和增加一臺(tái)600MW機(jī)組之間。
2.5電源結(jié)構(gòu)湖北電力系統(tǒng)一個(gè)重要特點(diǎn)就是水電比重大,截止2005年底,湖北電力系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)水電裝機(jī)比重高達(dá)65.8%,隨著三峽電站的建設(shè)投產(chǎn)以及水布埡等水電的開發(fā)建設(shè),湖北電力系統(tǒng)水電比重仍將維持較高的比重。下面通過(guò)擬定不同的電源結(jié)構(gòu)方案,其性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表1。由表2可見,不同的電源構(gòu)成對(duì)電力不足期望值HLOLE有影響,一般來(lái)看,相同裝機(jī)容量下,火電裝機(jī)容量比重高的系統(tǒng)其HLOLE要低一些,主要是因?yàn)樗姶嬖谑茏枞萘俊闹鹪掠?jì)算結(jié)果看,火電裝機(jī)容量比重高的系統(tǒng)枯水期HLOLE明顯低于火電裝機(jī)容量比重少的系統(tǒng),主要是因?yàn)樗娍菟诳臻e容量的增加,使其可用裝機(jī)減少。水火電的替代容量在0.875左右。當(dāng)然,水電出力受各方面因素影響較多,計(jì)算結(jié)果與各個(gè)水電站有關(guān),也與水電站的設(shè)計(jì)保障率有關(guān)。
2.6火電機(jī)組檢修湖北電力系統(tǒng)水電機(jī)組檢修一般安排在枯水季節(jié),不影響電站出力。通過(guò)縮短火電機(jī)組的檢修時(shí)間,可提高發(fā)電性指標(biāo)。火電機(jī)組檢修周期提高30%,其效果相當(dāng)于減少系統(tǒng)一臺(tái)300MW的裝機(jī);而降低30%,其效果界于增加系統(tǒng)一臺(tái)300MW和600MW的裝機(jī)之間。
2.7與電力電量平衡程序計(jì)算結(jié)果對(duì)照現(xiàn)階段,電源規(guī)劃軟件常用的是華中科技大學(xué)編制的《聯(lián)合電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬軟件(WHPS2000)》,因此,特對(duì)該軟件計(jì)算結(jié)果與發(fā)電性計(jì)算指標(biāo)進(jìn)行對(duì)照。注:表中備用系數(shù)不包含機(jī)組檢修備用。由表2可見,隨著備用系數(shù)的取值不斷下降,發(fā)電性指標(biāo)不斷增大,也就表明系統(tǒng)的發(fā)電性變差,基本上是備用系數(shù)降低0.01,發(fā)電裝機(jī)可減少200MW,發(fā)電性指標(biāo)增加10%左右。由上述各計(jì)算結(jié)果可見,負(fù)荷水平和裝機(jī)容量的變化對(duì)性指標(biāo)影響較大。從電源構(gòu)成看,相同裝機(jī)容量下,水電比重大的系統(tǒng)其性要差些,2010年湖北省的水電替代容量在0.875左右,從這方面看,水電比重大的區(qū)域備用系數(shù)應(yīng)高一些;從機(jī)組本身看,提高其等效可用系數(shù)比降低機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)率的效果明顯;另外,在性指標(biāo)計(jì)算中,檢修是根據(jù)等備用原則安排,實(shí)際生產(chǎn)中,合理安排檢修計(jì)劃,提高機(jī)組的計(jì)劃?rùn)z修水平,逐步開展?fàn)顟B(tài)檢修方法,也是提高發(fā)電性的措施之一。
3技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較
任何性水平總是與經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān),當(dāng)電力系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜、電力用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求不斷提高時(shí),就需要用科學(xué)的性理論來(lái)進(jìn)行定量的研究。我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,受到多種因素包括經(jīng)濟(jì)以及政治、社會(huì)因素的影響,一般認(rèn)為性指標(biāo)的取值宜在1～2d/a之間。
3.1停電損失與裝機(jī)成本計(jì)算與發(fā)電性有關(guān)的指標(biāo)是由電能價(jià)格來(lái)維持的,發(fā)電性并非越高越好,需綜合考慮投資、停電損失及用戶的電價(jià)承受能力。發(fā)電性成本就是電源建設(shè)的投資成本以及運(yùn)行成本,而性效益計(jì)算卻比較難,在進(jìn)行成本-效益析時(shí),一般將性效益計(jì)算轉(zhuǎn)化為對(duì)用戶的缺電成本計(jì)算。缺電成本計(jì)算與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、國(guó)情、電力系統(tǒng)發(fā)展水平等多種因素有關(guān),目前采用的有以下幾種簡(jiǎn)單的估算方法。(1)按GDP計(jì)算,即按每缺1kW?h電量而減少的國(guó)民生產(chǎn)總值計(jì)算平均缺電成本。(2)按電價(jià)倍數(shù)計(jì)算,根據(jù)對(duì)各類用戶進(jìn)行缺電損失的調(diào)查和分析,用平均電價(jià)的倍數(shù)來(lái)估算缺電成本。如英國(guó)、法國(guó)、瑞典等。(3)按缺電功率、缺電量、缺電持續(xù)時(shí)間及缺電頻率計(jì)算,如美國(guó)等。以下分析僅考慮上述及時(shí)和第二種方法。2005年湖北省每kW?h電量對(duì)應(yīng)的GDP為9.62元,預(yù)計(jì)2010年停電損失費(fèi)可達(dá)到12.3～15.5元/(kW?h);另一方面,目前,湖北省綜合電價(jià)水平在0.4元/(kW?h)左右,按50倍電價(jià)水平計(jì)算得到停電損失費(fèi)用約為20元/(kW?h)。根據(jù)國(guó)產(chǎn)2×600MW機(jī)組的造價(jià)水平,折算到每年的發(fā)電成本約為900元/kW?a-1。據(jù)此,我們可以算出裝機(jī)變化成本與停電損失費(fèi)用,進(jìn)行成本-效益分析。由表3可見,當(dāng)停電損失費(fèi)用取15元/(kW?h),裝機(jī)成本始終超過(guò)停電損失;當(dāng)停電損失費(fèi)用取20元/(kW?h),按成本-效益分析,可減少裝機(jī)容量在1800～2400MW之間;當(dāng)停電損失費(fèi)用取25元/(kW?h),可減少裝機(jī)容量在1200～1800MW之間;當(dāng)停電損失費(fèi)用取30元/(kW?h),可減少裝機(jī)容量在600～900MW之間;當(dāng)停電損失費(fèi)用取40元/(kW?h),可減少裝機(jī)容量在0～300MW之間。超級(jí)秘書網(wǎng)
4結(jié)論和建議
本文結(jié)合湖北電網(wǎng)的“十一五”規(guī)劃進(jìn)行性指標(biāo)的計(jì)算以及敏感性分析,對(duì)電源裝機(jī)成本與效益進(jìn)行了分析,主要有如下結(jié)論。
(1)“十一五”期間,湖北省的電源裝機(jī)進(jìn)度與負(fù)荷水平是相適應(yīng)的。
(2)2010年,湖北省電力不足期望值HLOLE為33.61h/a,電量不足期望值EENS為26332.8MW?h/a,其取值是與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相符的,或略有超前。
(3)與現(xiàn)有的確定性分析方法比較,其備用系數(shù)(不含檢修)取11%左右是相對(duì)應(yīng)的。但仍有以下幾點(diǎn)需注意:(a)由于負(fù)荷水平存在不確定性和模糊性,在分析性效益時(shí)應(yīng)注意因負(fù)荷水平不確定性而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。(b)電力系統(tǒng)性指標(biāo)受多種因素影響,上述計(jì)算主要考慮停電對(duì)經(jīng)濟(jì)方面的損失,而沒(méi)有考慮政治方面、社會(huì)方面及日常生活方面的影響。同時(shí)電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性行業(yè),應(yīng)有一定的裕度,因此按成本-效益分析得到的裝機(jī)容量應(yīng)是電力系統(tǒng)的低裝機(jī)容量。(c)LOLE(d/a)計(jì)算模型比較粗略,但該指標(biāo)忽略了24小時(shí)24h負(fù)荷變化的情況,而且該負(fù)荷模型無(wú)法求得電量不足期望值EENS,建議采用HLOLE和EENS指標(biāo),并推薦2010年湖北電力系統(tǒng)性指標(biāo)HLOLE取值在30h/a左右,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),該值可適當(dāng)?shù)乜s小。
發(fā)電機(jī)論文:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)論文
1風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)特性研究分析
風(fēng)電機(jī)組中發(fā)生共振的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為了避免機(jī)組發(fā)生較大振動(dòng)，需對(duì)塔筒以及整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系進(jìn)行共振裕度分析。塔筒為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，可采用梁模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理得到塔筒的1、2階彎曲頻率。軸系計(jì)算中，重點(diǎn)關(guān)心了機(jī)組的1、2階扭轉(zhuǎn)自振頻率。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的激振源較多，主要有轉(zhuǎn)頻、電網(wǎng)頻率以及葉片通過(guò)頻率，振動(dòng)特性分析較為復(fù)雜。通過(guò)機(jī)組工作轉(zhuǎn)速與固有頻率的CAMPBELL分析以及機(jī)組的共振裕度分析表，從而可得出結(jié)論，該機(jī)組動(dòng)力特性良好。塔筒為細(xì)長(zhǎng)梁模型，一階彎曲固有頻率一般介于1倍工作轉(zhuǎn)頻至3倍工作轉(zhuǎn)頻之間，因此塔筒的頻率必須首先保障避免共振。同時(shí)發(fā)電機(jī)部件由于激振來(lái)源較多，主要來(lái)自轉(zhuǎn)頻、電網(wǎng)以及葉片通過(guò)頻率等，振動(dòng)特性分析較為復(fù)雜。對(duì)于機(jī)組振動(dòng)特性的分析，可以通過(guò)機(jī)組CAMPBELL分析.
2強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)
為提高風(fēng)電產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，機(jī)組在保障性能的基礎(chǔ)上，要具備成本優(yōu)勢(shì)以及開發(fā)效率優(yōu)勢(shì)。基于以上目的，優(yōu)化設(shè)計(jì)的方向和目標(biāo)大致分為以下幾個(gè)方面。
2.1以降低重量為目標(biāo)的多參數(shù)強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)
降低重量主要是要通過(guò)減小產(chǎn)品的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。在保障產(chǎn)品的剛強(qiáng)度各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求的前提下進(jìn)行，即優(yōu)化之后進(jìn)行。許用應(yīng)力值:σ≤［σ］疲勞損傷因子:D≤1，D＜0.5(焊縫)
2.2基于工藝成本控制的多目標(biāo)強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)
對(duì)于產(chǎn)品某些加工部位的表面光潔度可進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品成型工藝可進(jìn)行降本優(yōu)化改進(jìn)。例如，在保障疲勞性的前提下，由原來(lái)的表面光潔度2.5μm增至12.5μm，顯然降低了加工的難度，節(jié)約了加工成本。同樣，由原來(lái)的鍛造成型改為鑄造成型，同樣可降低機(jī)組的制造成本，并滿足批量產(chǎn)生的需求。在工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)中，同樣需保障結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能，需滿足以下疲勞性能指標(biāo):疲勞損傷因子:D＜1，D＜0.5(焊縫位置)。
2.3整體提高產(chǎn)品性能的全新優(yōu)化設(shè)計(jì)
上述2種優(yōu)化方式與方法，參數(shù)的調(diào)整系統(tǒng)性不強(qiáng)。借助計(jì)算軟件的先進(jìn)優(yōu)化算法，例如遺傳算法等，可以對(duì)結(jié)構(gòu)的重量、疲勞性等進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化分析。
2.4基于軟件設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，自主編程定制優(yōu)化
設(shè)計(jì)流程，縮短開發(fā)周期為了能夠滿足批量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，在大量分析計(jì)算經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，對(duì)于某些特定問(wèn)題，借助軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)全參數(shù)的強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)軟件。
3風(fēng)電機(jī)組中幾類特殊難點(diǎn)問(wèn)題
3.1螺栓連接強(qiáng)度分析計(jì)算
風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)部件中，螺栓連接及焊縫連接是最常用的2種連接方式。對(duì)于此類問(wèn)題的靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度分析，考核標(biāo)準(zhǔn)以歐洲的標(biāo)準(zhǔn)體系British、GermanorDNV或美國(guó)的ASME標(biāo)準(zhǔn)為主。對(duì)于塔筒分段的鏈接螺栓，有學(xué)者提出了采用分段線性模擬螺栓在不同階段受力的方法，該方法簡(jiǎn)單易行。對(duì)于塔筒與主機(jī)架、主機(jī)架與發(fā)電機(jī)主軸、輪轂與發(fā)電機(jī)等部位的連接螺栓，由于載荷較為復(fù)雜，采用上述經(jīng)驗(yàn)公式已不能滿足要求，需要借助FEA分析方法。結(jié)合載荷譜，通過(guò)計(jì)算最終得到螺栓的疲勞損傷值。
3.2焊縫連接強(qiáng)度分析計(jì)算
關(guān)于焊縫疲勞問(wèn)題，國(guó)際焊接協(xié)會(huì)IIW－2003、歐洲標(biāo)準(zhǔn)Eurocode3part1.9、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS7608、挪威船級(jí)社DNV的相關(guān)規(guī)范，以及美國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)ASME規(guī)范，均給出了相應(yīng)的計(jì)算方法。東方電機(jī)一般采用國(guó)際焊接協(xié)會(huì)中的熱點(diǎn)應(yīng)力法來(lái)分析焊縫疲勞。首先，在FEA分析模型中建立熱點(diǎn)應(yīng)力的參考點(diǎn)，單位載荷作用下，得到2個(gè)參考應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力分量，然后通過(guò)外推公式，最終得到熱點(diǎn)位置的應(yīng)力分量。通過(guò)查找和選取相應(yīng)的疲勞等級(jí)DC，計(jì)算之后得到焊縫損傷。若損傷因子D＜0.5，可滿足抗疲勞的要求。
3.3傳動(dòng)鏈疲勞分析難點(diǎn)
傳動(dòng)鏈的疲勞問(wèn)題較為復(fù)雜。主軸軸承的裝配，使得載荷在該位置的傳遞出現(xiàn)了較大的非線性因素耦合效應(yīng)，主要來(lái)自于3個(gè)方面:
(1)軸承軸向及徑向緊量裝配。
(2)軸承內(nèi)部滾子與滾道的接觸。
(3)螺栓預(yù)緊作用的非線性效應(yīng)。這使得FEA模擬仿真結(jié)果具有較大的不確定性，成功解決此類問(wèn)題的難點(diǎn)在于模擬滾子與滾道的接觸應(yīng)力傳遞。
4結(jié)語(yǔ)
風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)設(shè)計(jì)雖然借助于較為完備的標(biāo)準(zhǔn)體系，但對(duì)于工程中出現(xiàn)的復(fù)雜多樣的事故及問(wèn)題，有時(shí)卻沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可供參考。所以，風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)分析、機(jī)電耦合振動(dòng)分析、風(fēng)流場(chǎng)與復(fù)合材料耦合振動(dòng)響應(yīng)分析、機(jī)組應(yīng)力及位移響應(yīng)分析、機(jī)組疲勞斷裂損傷的深入研究等，均有待更為深入的研究逐步解決。此外，產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)也是一個(gè)多因素集成的工作，往往需將設(shè)計(jì)工藝制造難度、材料成本、電磁性能、通風(fēng)散熱性能、強(qiáng)度振動(dòng)性能、軟件計(jì)算性能等諸多因素予以綜合考慮，才能創(chuàng)造性價(jià)比高、具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。
作者：李源 陳昌林 譚恢村 單位：東方電氣東方電機(jī)有限公司
發(fā)電機(jī)論文:水輪發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)論文
1引出兩個(gè)中性點(diǎn)情況下的主保護(hù)方案
1.1分支組合方式的選擇
根據(jù)柘溪發(fā)電站的4個(gè)并聯(lián)分支的基本情況，本文主要考慮的是12-34、13-24以及14-23這三種分支的組合形式。
1.2橫差保護(hù)分析
在仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們對(duì)各種分支情況下的零序橫差、裂相橫差以及這兩種橫差保護(hù)相互聯(lián)合作用時(shí)候的保護(hù)效果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，將零序橫差的保護(hù)選擇為0.04IN，并將其作為動(dòng)作門檻，裂相橫差的保護(hù)采用比率的制動(dòng)特性，，差動(dòng)的門檻選擇為0.2IN，斜率為0.3。根據(jù)我們對(duì)零序橫差以及裂相橫差的保護(hù)可動(dòng)作的故障數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，我們可以看出柘溪的橫差保護(hù)具有如下特點(diǎn)：
a.兩種橫差保護(hù)對(duì)同相異分支的故障動(dòng)作的反映靈敏度均不高，個(gè)別的分支的動(dòng)作數(shù)目可以達(dá)到18種，這主要是由于同相異分支短路的匝差太小，大部分不超過(guò)1匝所造成的。
b.同相異分支的短路故障的保護(hù)效果顯示相隔的分支組合要強(qiáng)于其他的組合情況，而這主要是因?yàn)橥喈惙种У亩搪番F(xiàn)象只能夠發(fā)生在相鄰的分支之間，比如第二分支只能夠與及時(shí)或者是第三分支發(fā)生同相異分支形式的短路故障，所以采用分支相隔的組合方式具有比相鄰分支組合更強(qiáng)的保護(hù)效果。
c.無(wú)論是零序的橫差還是裂相的橫差對(duì)于異相的短路故障均具有較高的反映靈敏度，這也是因?yàn)橥嗤种еg的短路匝差比較小的緣故。所以柘溪水力發(fā)電站在今后的發(fā)展過(guò)程中需要不斷的加強(qiáng)對(duì)同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護(hù)力度。
d.同時(shí)，仿真的結(jié)果表明，零序橫差以及裂相橫差保護(hù)的故障動(dòng)作效果之間具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，所以為了提高保護(hù)的效果，可以考慮將二者同時(shí)裝設(shè)在同一個(gè)系統(tǒng)中。
1.3縱差保護(hù)分析
我們對(duì)發(fā)電機(jī)組中的各種不同分支的組合方式條件下的縱差保護(hù)的動(dòng)作效果進(jìn)行了效果的統(tǒng)計(jì)與分析，差動(dòng)的門檻以及斜率的數(shù)值均與以上仿真工作中的條件相同。仿真的結(jié)果表明，縱差保護(hù)具有如下特點(diǎn)：a.的縱差保護(hù)不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護(hù)作用，但是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于2832中異相短路故障的保護(hù)動(dòng)作；b.不的縱差保護(hù)對(duì)于各種的短路故障形式均具有較高的反映靈敏度，但是對(duì)同相同分支或者是同相異分支的故障的動(dòng)作不夠靈敏；c.對(duì)相間故障具有較高的靈敏度的保護(hù)是單套的不的縱差保護(hù)，但是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于異相短路故障動(dòng)作率的只有雙不縱差保護(hù)。
1.4聯(lián)合保護(hù)方案分析
上述的各種保護(hù)方案在單獨(dú)作用的情況下均有著一定的局限性，不能夠收到令人滿意的效果，所以需要研究橫差保護(hù)與縱差保護(hù)協(xié)同作用的保護(hù)方案。通過(guò)對(duì)組合方案條件下可動(dòng)作故障數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，我們得出了結(jié)論包括：
a.如果選用的是3種中性點(diǎn)側(cè)的分支組合方式，那么好選擇12-34式的分支組合，以便達(dá)到較高的故障動(dòng)作效率；
b.如果裂相橫差與零序橫差均不對(duì)這種匝間的短路進(jìn)行反映，則不的縱差保護(hù)方案也不能夠起到很好的保護(hù)作用或者是具有較高的動(dòng)作率；
c.這種聯(lián)合保護(hù)的方案對(duì)于異相的短路故障具有較高的動(dòng)作率，幾乎可以實(shí)現(xiàn)全部類型故障的動(dòng)作，但是提高零序橫差或者是裂相橫差的保護(hù)門檻的時(shí)候，組合的保護(hù)方案并不能夠顯著的提高動(dòng)作的效率，所以在現(xiàn)場(chǎng)值不確定的條件下為了提高保護(hù)的動(dòng)作率，可以增加一套縱差保護(hù)，進(jìn)而為異相故障提供雙重化的保護(hù)效果。
2結(jié)束語(yǔ)
在各種規(guī)模的水力發(fā)電站中，發(fā)電機(jī)都是關(guān)鍵的設(shè)施。但是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)分支結(jié)構(gòu)以及定子繞組結(jié)構(gòu)的方式各不相同，所以實(shí)際的主保護(hù)方案的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。本文僅僅例舉了柘溪水電站的引出兩個(gè)中性點(diǎn)情況下的保護(hù)方案的設(shè)計(jì)思路，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的工程設(shè)計(jì)以及學(xué)術(shù)研究有所幫助。
作者：馮業(yè)海 單位：南寧廣發(fā)重工集團(tuán)發(fā)電設(shè)備公司設(shè)計(jì)部
發(fā)電機(jī)論文:發(fā)電機(jī)空燃比控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
1空燃比控制系統(tǒng)組成
燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的空燃比控制系統(tǒng)主要由控制器、傳感器、燃?xì)忾y、空氣閥、混合器等部分組成。
1.1傳感器系統(tǒng)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集
通過(guò)氧傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器等傳感器實(shí)現(xiàn)。氧傳感器是系統(tǒng)中重要的傳感器之一。在空燃比控制系統(tǒng)中，最常見的反饋參數(shù)是排氣中氧的含量，它直接反映出燃?xì)馊紵罅粝铝硕嗌傺鯕狻Ｒ驗(yàn)槿紵覂?nèi)大部分的氧氣，或者說(shuō)所有的氧氣均來(lái)自于空氣，所以排氣氧含量是空燃比的直接反映。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性對(duì)發(fā)電機(jī)組輸出交流電的頻率穩(wěn)定性影響較大，而頻率的穩(wěn)定性又是衡量發(fā)電機(jī)組輸出電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。轉(zhuǎn)速傳感器多為磁電式傳感器，安裝在凸輪軸上，由轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)的永磁體、線圈和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒輪共同作用產(chǎn)生一個(gè)交流電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)采樣電阻和放大器處理后，輸入到控制器CPU內(nèi)。
1.2燃?xì)忾y及空氣閥
燃?xì)忾y及空氣閥是帶步進(jìn)電機(jī)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，也是系統(tǒng)的執(zhí)行器。控制器利用PWM驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而調(diào)節(jié)閥門開度。
1.3空燃比控制器空燃比控制器是空燃比控制的“大腦”。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，空燃比控制器基于DSP處理器設(shè)計(jì)，由檢測(cè)電路、空燃比控制電路和通訊接口電路等部分構(gòu)成。
2空燃比控制策略
在空燃比控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的控制目標(biāo)是要使穩(wěn)態(tài)下空燃比的平均值在理想值附近，而且在突加突卸負(fù)載造成空燃比偏離理想值時(shí)，系統(tǒng)能迅速響應(yīng)，將空燃比控制在理想值附近。
2.1RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
整定PID控制策略在工業(yè)控制中，PID控制器應(yīng)用廣泛。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比受進(jìn)入氣缸的空氣量轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、氣體燃料噴射器的響應(yīng)速度和噴射精度等多種因素的影響，所以采用PID控制，根據(jù)反饋實(shí)時(shí)調(diào)整進(jìn)氣量，使之達(dá)到控制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的啟示下建立的數(shù)據(jù)處理模型。其中徑向基函數(shù)（RBF）模擬了人腦中局部調(diào)整相互覆蓋接受域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能以任意精度逼近任意非連續(xù)函數(shù)，是一種局部逼近網(wǎng)絡(luò)，收斂速度快。本設(shè)計(jì)采用并行控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制，前饋控制采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，反饋控制則采用PID控制器。前饋控制及時(shí)快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的逆動(dòng)態(tài)模型；反饋控制則保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制干擾信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)。
2.2仿真實(shí)驗(yàn)
本文采用MATLAB軟件Simulink工具箱進(jìn)行燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)仿真。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)采用常規(guī)PID控制的仿真，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，與常規(guī)PID相比，并行控制的穩(wěn)態(tài)誤差小，空燃比基本能穩(wěn)定在理論空燃比附近；在動(dòng)態(tài)時(shí)，與常規(guī)PID相比，并行控制的超調(diào)量小，即使在加入干擾的情況下，超調(diào)量δp也可控制在20％以內(nèi)。
3結(jié)語(yǔ)
針對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的空燃比控制，本文設(shè)計(jì)了一套采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID并行控制的控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)可有效提高燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率，改善燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的尾氣排放。
作者：洪霖 單位：東華大學(xué)
發(fā)電機(jī)論文:動(dòng)力技術(shù)論文：動(dòng)力技術(shù)在發(fā)電機(jī)中的適用性
作者：宋俊 單位：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)風(fēng)能技術(shù)研究所
定槳距空氣動(dòng)力制動(dòng)的控制
對(duì)于定槳距機(jī)組，空氣動(dòng)力制動(dòng)裝置安裝在葉片上。它通過(guò)葉片形狀的改變使風(fēng)輪的阻力加大。如葉片的葉尖部分旋轉(zhuǎn)80°~90°以產(chǎn)生阻力。葉尖的旋轉(zhuǎn)部分稱為葉尖擾流器，使葉尖擾流器復(fù)位的動(dòng)力是風(fēng)力機(jī)組中的液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)提供的壓力油通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入葉片根部的液壓缸。葉尖的擾流器通過(guò)不銹鋼絲繩（圖中未畫出）與液壓缸的活塞桿相聯(lián)接。當(dāng)機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在液壓系統(tǒng)的作用下，葉尖擾流器與葉片主體部分精密地合為一體，組成完整的葉片，起著吸收風(fēng)能的作用；當(dāng)風(fēng)力機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，液壓系統(tǒng)按控制指令將擾流器釋放，該葉尖部分旋轉(zhuǎn)，形成阻尼板。由于葉尖部分（約為葉片半徑的15%）在風(fēng)輪產(chǎn)生功率時(shí)出力較大，所以作為擾流器時(shí)，葉尖產(chǎn)生的氣動(dòng)阻力也相當(dāng)高，足以使風(fēng)力機(jī)很快減速。一種定槳距機(jī)組液壓系統(tǒng)。
變槳距、偏航驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)
液壓變槳距系統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組變槳距的目的主要是功率調(diào)節(jié)。液壓變槳距系統(tǒng)的組成如圖7所示。從圖7可見，液壓變槳距系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。由槳距控制器、數(shù)碼轉(zhuǎn)換器、液壓控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、位移傳感器等組成。在液壓變距型機(jī)組中根據(jù)驅(qū)動(dòng)形式的差異可分為葉片單獨(dú)變距和統(tǒng)一變距兩種類型，單獨(dú)變距用的三個(gè)液壓缸布置在輪轂內(nèi)，以曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)方式分別給三個(gè)葉片提供變距驅(qū)動(dòng)力（圖略）。統(tǒng)一變距類型通過(guò)一個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)三個(gè)葉片同步變槳距，液壓缸放置在機(jī)艙里，活塞桿穿過(guò)主軸與輪轂內(nèi)部的同步盤連接，動(dòng)力部分由電動(dòng)機(jī)7、液壓泵5、油箱1及其附件組成。變距機(jī)構(gòu)的控制風(fēng)力機(jī)葉片的“開槳”和“順槳”，在機(jī)組運(yùn)行和暫停的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)位置控制。在機(jī)組關(guān)機(jī)和緊急關(guān)機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)速度控制。還有一種電液結(jié)合的變槳距系統(tǒng)。電-液變槳距機(jī)構(gòu)原理圖。由圖可見，本系統(tǒng)用交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的定量泵，定量泵直接驅(qū)動(dòng)液壓缸。通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、速度和運(yùn)行時(shí)間來(lái)控制液壓缸的運(yùn)動(dòng)。偏航的驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)液壓系統(tǒng)還可以用于偏航的驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)。由于風(fēng)向經(jīng)常改變，如果風(fēng)輪掃掠面和風(fēng)向不垂直，不但功率輸出減少，而且承受的載荷更加惡劣。偏航系統(tǒng)的功能就是跟蹤風(fēng)向的變化，驅(qū)動(dòng)機(jī)艙圍繞塔架中心線旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪掃掠面與風(fēng)向保持垂直。機(jī)艙在反復(fù)調(diào)整方向的過(guò)程中，有可能發(fā)生沿著同一方向累計(jì)轉(zhuǎn)了許多圈，造成機(jī)艙與塔底之間的電纜扭絞，因此偏航系統(tǒng)應(yīng)具備解纜功能。也有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組利用偏航進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與變槳距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類似，是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其組成和工作原理。由圖可見偏航系統(tǒng)由控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、偏航計(jì)數(shù)器、傳感器等部分組成。偏航系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由偏航軸承、偏航驅(qū)動(dòng)裝置、偏航制動(dòng)器、偏航液壓回路等部分組成。偏航制動(dòng)控制的功能是控制偏航制動(dòng)器松開或鎖緊；為避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在偏航過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)而造成整機(jī)的共振，偏航系統(tǒng)在機(jī)組偏航時(shí)必須具有合適的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根據(jù)機(jī)艙和風(fēng)輪質(zhì)量總和的慣性力矩來(lái)確定。此阻尼力矩由液壓系統(tǒng)提供。
溫度控制及潤(rùn)滑利用
流體動(dòng)力技術(shù)進(jìn)行溫度控制的主要內(nèi)容有齒輪箱的溫控和油液凈化；發(fā)電機(jī)的冷卻；變流器的冷卻和變壓器的冷卻等。大功率風(fēng)機(jī)的齒輪箱設(shè)有潤(rùn)滑油凈化和溫控系統(tǒng)，為一種典型結(jié)構(gòu)。在圖13中，過(guò)濾器采用多級(jí)過(guò)濾精度的混合濾芯，在粗精度濾芯和高精度濾芯之間用單向閥8隔開，當(dāng)油溫較低時(shí)，由于油液黏度較高，通過(guò)高精度濾芯時(shí)產(chǎn)生的壓降增大，當(dāng)大于單向閥8的開啟壓力時(shí)，油液經(jīng)過(guò)粗精度濾芯過(guò)濾后流過(guò)過(guò)濾器；隨著溫度的升高，通過(guò)高精度濾芯時(shí)產(chǎn)生壓降逐漸減小，單向閥8開口逐漸減小直到關(guān)閉（大約10℃時(shí)），油液流過(guò)高精度濾芯。采用這種結(jié)構(gòu)的過(guò)濾器能夠保障在任何情況下，進(jìn)入齒輪箱的油液都是經(jīng)過(guò)過(guò)濾的油液。機(jī)組中的自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)可以對(duì)主軸承及齒輪箱和發(fā)電機(jī)的軸承進(jìn)行自動(dòng)潤(rùn)滑。
發(fā)電機(jī)論文:水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)經(jīng)濟(jì)論文
1機(jī)型基本參數(shù)對(duì)比分析
小龍水電站較大水頭6．31m，額定水頭5．0m，最小水頭3．0m，根據(jù)運(yùn)行水頭適合的機(jī)型有豎井貫流式和燈泡貫流式，但是，豎井貫流機(jī)組與燈泡貫流機(jī)組各具有其特點(diǎn)。小龍水電站工程在初步設(shè)計(jì)中推薦采用燈泡貫流式機(jī)組。但在施工設(shè)計(jì)階段，遇到了諸多困收稿日期:2015-03-16難，比如:水輪發(fā)電機(jī)組采購(gòu)時(shí)，由于機(jī)組運(yùn)行水頭超低、轉(zhuǎn)速低、發(fā)電機(jī)尺寸大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、制造難度大、交貨時(shí)間不能滿足電站的施工工期要求，同時(shí)大件運(yùn)輸也較困難等。于是對(duì)豎井貫流式和燈泡貫流式兩種機(jī)型主要性能參數(shù)進(jìn)行比較。由表1參數(shù)可知，在超低水頭、相同同出力條件下，燈泡貫流式轉(zhuǎn)輪直徑比豎井貫流式大0．3m，轉(zhuǎn)速低15%，水輪機(jī)重量多12%，水輪機(jī)流道尺寸也略大。水輪機(jī)較大起吊重量多12%，廠房起吊高度增加5%。而豎井貫流式發(fā)電機(jī)增加了一套變速系統(tǒng)，但發(fā)電機(jī)的重量?jī)H是燈泡機(jī)的1/4，故機(jī)組重量輕。對(duì)發(fā)電機(jī)而言，若選用燈泡貫流式機(jī)型，按照水輪機(jī)參數(shù)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為65．22r/min，轉(zhuǎn)子磁極數(shù)為92個(gè)。根據(jù)電磁計(jì)算，發(fā)電機(jī)定子需選擇450槽，發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)而言較大，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)明顯下降，隨之帶來(lái)的是運(yùn)輸難度增大，發(fā)電機(jī)無(wú)法整體運(yùn)輸，燈泡頭、錐體、定子機(jī)座等部件均需分瓣才能完成。同時(shí)，定子還需要在工地完成疊片、下線等工作，轉(zhuǎn)子要采用疊片磁軛結(jié)構(gòu)，也需在工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。從表中可以看出豎井貫流式機(jī)型，通過(guò)增設(shè)一個(gè)增速齒輪箱將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高到750r/min，發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸大為減小，定子槽數(shù)減為了108槽，轉(zhuǎn)子磁極數(shù)僅為8個(gè)，發(fā)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)在制造廠總裝配后整體運(yùn)至工地。顯然，給制造和運(yùn)輸都帶來(lái)極大的方便。
2機(jī)型安裝調(diào)試、周期的對(duì)比分析
由于燈泡貫流式機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，故安裝工作要在狹小的空間里進(jìn)行。而總體上這種機(jī)型，特別是對(duì)于尺寸較大的機(jī)組，其大部件剛性又相對(duì)較弱，這樣，要滿足機(jī)組重要部位設(shè)計(jì)精度的需要，其安裝難度、調(diào)整工作量大、工作周期長(zhǎng)是顯而易見。但對(duì)豎井貫流式發(fā)電機(jī)組而言，情況則不一樣，豎井貫流機(jī)組的發(fā)電機(jī)部分可在制造廠內(nèi)進(jìn)行總裝，并在完成轉(zhuǎn)動(dòng)部件的靜、動(dòng)平衡試驗(yàn)后，如齒輪箱一樣，整體運(yùn)至工地可直接吊入豎井內(nèi)就位后安裝。另外，直錐尾水管的里襯在及時(shí)階段安裝，并作為后續(xù)工程的基準(zhǔn)和支持面，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在安裝場(chǎng)預(yù)組裝，待廠房土建工作結(jié)束后整體吊裝就位，接著是安裝主軸、轉(zhuǎn)子、增速器和發(fā)電機(jī)，仔細(xì)地對(duì)中調(diào)直，使其在一條直線上，這樣可大大減小安裝場(chǎng)地，縮短安裝周期。
3機(jī)型維護(hù)檢修的對(duì)比分析
一般豎井外形除了迎水面做成圓弧形外，沿水面均為平面。燈泡貫流式機(jī)組發(fā)電機(jī)部分的維護(hù)工作較少，但維護(hù)操作則較為困難，發(fā)電機(jī)大修時(shí)流道需要進(jìn)行排水，所需維修所需的時(shí)間較多。豎井貫流式機(jī)組發(fā)電機(jī)部分的維修操作則較為方便，不需要對(duì)流道部分實(shí)行排水。當(dāng)然，增加了一個(gè)齒輪箱的維護(hù)，增速器一般指齒輪傳動(dòng)，需要我們對(duì)齒輪箱的選擇給予足夠重視，選用的、高質(zhì)量的產(chǎn)品，就可以將齒輪箱的故障率和機(jī)組總體噪音降到很低程度。由此看來(lái)，豎井機(jī)組也可以提高設(shè)備的運(yùn)行性和安全性，減少維護(hù)工作和費(fèi)用。
4機(jī)型效率的對(duì)比分析
通常，人們可能認(rèn)為豎井貫流式機(jī)組由于增加了一個(gè)齒輪箱，效率要比燈泡貫流式機(jī)組低。事實(shí)上，一臺(tái)高質(zhì)量的行星齒輪效率滿負(fù)荷時(shí)效率約為99%，行星齒輪效率損失可從高速發(fā)電機(jī)的效率提高得到補(bǔ)償。在做具體分析后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上兩機(jī)型的效率幾乎相差不大，祥見表2相關(guān)數(shù)據(jù)。由表2中兩組數(shù)據(jù)可以看出，兩種形式機(jī)組的綜合效率相差不多。此外，豎井貫流式發(fā)電機(jī)還因無(wú)需采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，從而能有效減少?gòu)S用電負(fù)荷。
5兩種機(jī)型價(jià)格的對(duì)比分析
兩種機(jī)型的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，制造過(guò)程也大致一樣。但燈泡式水機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑大，重量重，故豎井貫流式水輪機(jī)比燈泡貫流機(jī)的造價(jià)有明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)發(fā)電機(jī)而言，豎井貫流式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)動(dòng)部件材料的機(jī)械性能要求比燈泡貫流機(jī)高，若僅從噸價(jià)來(lái)看，豎井貫流式發(fā)電機(jī)的噸價(jià)比燈泡貫流機(jī)高，但由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，發(fā)電機(jī)的總重量也大大減輕，加上增加的齒輪箱帶來(lái)的投資，其發(fā)電機(jī)總體價(jià)格具有較大優(yōu)勢(shì)。若以燈泡貫流式機(jī)組的造價(jià)為，兩種機(jī)型的價(jià)格統(tǒng)計(jì)分析見表3。從表3中可以看出，燈泡貫流機(jī)組的價(jià)格約是豎井貫流機(jī)組的1．187倍，豎井貫流機(jī)組實(shí)際采購(gòu)價(jià)格比燈泡貫流機(jī)組約少2300萬(wàn)元，能節(jié)省電站的機(jī)電投資。
6建議
小龍水電站大功率豎井貫流機(jī)組已成功運(yùn)行了6年，在近幾年運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，根據(jù)此機(jī)組在應(yīng)用中曾出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題，筆者建議大功率豎井貫流機(jī)組應(yīng)在以下幾方面引起足夠的重視:(1)水輪機(jī)，增速器、發(fā)電機(jī)的同軸度要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝;(2)增速器油泵控制系統(tǒng)中油溫、油位及油壓均要滿足增速器運(yùn)行要求，才允許機(jī)組啟動(dòng);(3)增速器潤(rùn)滑油選用高質(zhì)量、性能優(yōu)的潤(rùn)滑油;(4)增速器選用品質(zhì)優(yōu)良，口碑好，售后好的廠商;(5)增速器振動(dòng)情況的監(jiān)察;(6)合理調(diào)整導(dǎo)葉緊急關(guān)閉規(guī)律、調(diào)速器輪葉協(xié)聯(lián)關(guān)系以及調(diào)速器的關(guān)機(jī)時(shí)間和兩段關(guān)閉拐點(diǎn)，減少反水錘對(duì)增速器推力軸承的沖擊;(7)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中增速器各部的油溫，定期對(duì)增速器郵箱內(nèi)的油質(zhì)進(jìn)行檢查;(8)發(fā)電機(jī)集電環(huán)碳刷選用適宜高轉(zhuǎn)速水輪機(jī)、硬度合適的產(chǎn)品。
7結(jié)語(yǔ)
小龍水電站是目前國(guó)內(nèi)較大的豎井貫流機(jī)組，該機(jī)組的投產(chǎn)、運(yùn)行填補(bǔ)了大功率豎井貫流水輪發(fā)電機(jī)組在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的空白，并通過(guò)豎井增速機(jī)組與燈泡貫流機(jī)組的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較以及近6年的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，，指明了超低水頭電站在應(yīng)用大功率豎井貫流式機(jī)組的方向。同時(shí)，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，豎井貫流機(jī)組特別是大功率豎井貫流機(jī)組起步較晚，目前雖取得了前所未有的進(jìn)步，但還需要在今后的運(yùn)行維護(hù)中不斷總結(jié)和完善，也有可能在應(yīng)用中暴露出更多的問(wèn)題需要我們?nèi)ヌ剿骱屯晟啤?
作者:甘波單位:四川嘉陵江小龍門航電開發(fā)有限公司
發(fā)電機(jī)論文:汽輪發(fā)電機(jī)的特征及安裝原理分析論文
摘要：發(fā)電機(jī)的安裝和調(diào)試是確保發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行的重要前提。闡述了汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，就汽輪發(fā)電機(jī)的安裝和調(diào)試進(jìn)行了總結(jié)，并提出了需要注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)；安裝；調(diào)試
一、汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。其中，定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成；轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成；由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。
汽輪發(fā)電機(jī)是指與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī)。為了得到較高的效率。汽輪機(jī)通常為3000轉(zhuǎn)／分或3600轉(zhuǎn)／分。高速汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長(zhǎng)度比較大，即采用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子。特別是在3000轉(zhuǎn)／分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制。一般不能超過(guò)1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí)。轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。10萬(wàn)千瓦左右的空冷電機(jī)其轉(zhuǎn)子尺寸已達(dá)到上述的極限尺寸，要再增大電機(jī)容量，只有靠增加電機(jī)的電磁負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此必須加強(qiáng)電機(jī)的冷卻。所以5-10萬(wàn)千瓦以上的汽輪發(fā)電機(jī)都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術(shù)。
二、安裝工序
(1)施工準(zhǔn)備。設(shè)備在安裝前應(yīng)仔細(xì)查看相關(guān)資料，熟悉并在整個(gè)施工過(guò)程中認(rèn)真執(zhí)行“施工驗(yàn)收規(guī)范”的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定，詳細(xì)了解機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握正確的安裝程序，并準(zhǔn)備好安裝所需資料，作好施工技術(shù)交底。
(2)基礎(chǔ)劃線復(fù)查。①依據(jù)土建交付使用單位驗(yàn)收合格的有關(guān)基礎(chǔ)資料和汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、輔機(jī)平面布置等有關(guān)圖紙進(jìn)行基礎(chǔ)的標(biāo)高、各部幾何尺寸、地腳螺栓孔、予埋鐵板及混凝土澆灌質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格、細(xì)致的檢查。②對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行沉陷觀測(cè)。用水準(zhǔn)儀在廠房二根柱子處測(cè)量并標(biāo)注基準(zhǔn)標(biāo)高點(diǎn)，返在汽輪機(jī)基礎(chǔ)四周明顯位置作為觀測(cè)點(diǎn)。③基礎(chǔ)、風(fēng)道、地腳螺栓孔內(nèi)的模板及雜物應(yīng)清除干凈。地腳螺栓孔應(yīng)垂直。并符合發(fā)電機(jī)縱橫中心線。
(3)墊鐵布置。①混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％以后，進(jìn)行機(jī)組安裝，按要求安放墊鐵。②標(biāo)準(zhǔn)平墊鐵涂紅丹粉油進(jìn)行反復(fù)研究，檢查接觸情況，接觸面規(guī)定在50％以上，在用手按墊鐵時(shí)，應(yīng)無(wú)翹動(dòng)，不允許用抹薄層砂漿的方法來(lái)修補(bǔ)墊鐵下的混凝土承力面。③墊鐵安裝完畢，汽缸正式扣盞前應(yīng)在各疊墊鐵側(cè)點(diǎn)焊，保持地腳螺栓在螺栓孔內(nèi)或螺栓套管內(nèi)四周有不小于5mm的間隙。
(4)底座架、軸承座及下汽缸就位。對(duì)于組裝時(shí)使用涂料的汽缸水平結(jié)合面，在未加涂料時(shí)其結(jié)合情況應(yīng)符合相關(guān)要求。調(diào)整軸承座和汽缸相對(duì)位置，裝好貓爪橫銷。汽缸在吊裝、調(diào)整過(guò)程中應(yīng)注意防止變形。
(5)安裝滑銷系統(tǒng)的安裝。清理滑銷和滑銷槽進(jìn)行清理，用內(nèi)徑千分尺和外徑千分尺沿滑動(dòng)方向取三點(diǎn)分別測(cè)量，滑銷在銷槽內(nèi)應(yīng)滑動(dòng)自如無(wú)卡澀。各滑動(dòng)配合面應(yīng)無(wú)損傷和毛刺，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行修刮。
(6)軸承安裝。軸承分為上、下兩半，先安裝前后軸承下半，并檢查軸承與軸承座配合情況。軸承各水平結(jié)合面應(yīng)接觸良好。用0.05mm塞尺檢查應(yīng)塞不進(jìn)。軸瓦下部與瓦座或瓦套必須接觸緊密。發(fā)電機(jī)前軸承在出廠時(shí)留有括研余量，在安裝時(shí)與電機(jī)軸相配合括研，與軸接觸面積經(jīng)研磨后檢查不少于75％。
(7)安裝轉(zhuǎn)子。起吊轉(zhuǎn)子，校正水平，吊進(jìn)汽缸，軸頸與軸承應(yīng)光潔，并澆上透平油潤(rùn)滑。將轉(zhuǎn)子最終調(diào)整好后，確保間隙偏差在制造廠或中家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許范圍內(nèi)。(8)裝配調(diào)節(jié)汽閥，對(duì)通汽部分間隙的檢查和調(diào)整。調(diào)整好各閥升程及間隙等，通汽部分間隙應(yīng)按制造廠出廠記錄的項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量。在各種間隙中以噴嘴和動(dòng)葉之間的軸向間隙對(duì)機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響較大，需要仔細(xì)測(cè)量和調(diào)整。
(9)汽輪機(jī)扣大蓋。作仔細(xì)的檢查，保障扣大蓋后沒(méi)有任何部件存在缺陷，沒(méi)有任何雜物遺留在汽缸內(nèi)。首先，要試扣大蓋，按順序安裝隔板、轉(zhuǎn)子等，再次盤動(dòng)轉(zhuǎn)子、一切情況正常后方可正式扣大蓋。其次，將翻過(guò)的大蓋吊起找好縱橫向水平，誤差在0.15/1000，再次檢查汽缸內(nèi)部，確認(rèn)一切正常，無(wú)異常時(shí)將大蓋緩緩落下，擰緊中分面螺栓和汽缸法蘭螺栓。
(10)安裝軸承扣蓋和盤車裝置。軸承扣蓋時(shí)軸承蓋應(yīng)嚴(yán)密地壓住軸瓦并有一定的緊力，用壓鉛法進(jìn)行檢查。盤車裝置安裝前應(yīng)對(duì)各零部件作仔細(xì)檢查，運(yùn)動(dòng)部分應(yīng)動(dòng)作靈活，但組裝完畢后用手盤動(dòng)應(yīng)能輕便轉(zhuǎn)動(dòng)。
(11)發(fā)電機(jī)安裝。工序：①臺(tái)板就位及找正；②轉(zhuǎn)子試裝；③定子就位初平找正；④穿轉(zhuǎn)子；⑤初調(diào)聯(lián)軸器中心及初調(diào)氣隙；⑥勵(lì)磁機(jī)安裝；⑦壓漿換正式墊鐵；⑧聯(lián)軸器找正及精調(diào)氣隙。
(12)二次灌漿。汽輪機(jī)組安裝完成后，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)組的相互位置不再需要作變動(dòng)與調(diào)整時(shí)，就可將座架、軸承座、減速箱底座、發(fā)電機(jī)臺(tái)板一起進(jìn)行二次混凝土澆灌、使其與基礎(chǔ)固定連接。
(13)輔助設(shè)備安裝。按照程序分別安裝空氣過(guò)慮器、空氣冷卻器、抽氣器。安裝時(shí)應(yīng)符合規(guī)范和圖紙的技術(shù)要求。對(duì)抽氣器的水側(cè)和汽側(cè)分別進(jìn)行水壓試驗(yàn)。
(14)汽輪機(jī)本體范圍的管道安裝。管道安裝時(shí)，冷拉間隙的位置和尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，不得任意變更。管道的焊接必須由合格焊工施焊。焊條應(yīng)有制造廠的質(zhì)量合格證，使用前應(yīng)烘干，焊接坡口、施焊程序應(yīng)符合規(guī)程要求，焊口進(jìn)行熱處理后，對(duì)焊接區(qū)域用干石棉繩包扎使其緩慢冷卻。安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為1.25倍工作壓力，維持5分鐘不漏為合格。公務(wù)員之家
三、結(jié)語(yǔ)
汽輪機(jī)本體的安裝是一項(xiàng)非常精細(xì)的工作，必須從前期準(zhǔn)備、施工程序、施工工藝等各個(gè)方面精益求精，從保障機(jī)組的運(yùn)行的安全性、性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面多做工作。重點(diǎn)應(yīng)該抓住以下幾個(gè)方面；一個(gè)“清潔度”；二個(gè)“面”；三個(gè)“基準(zhǔn)”，四個(gè)“間隙”。一個(gè)“清潔度”就是保障氫油水系統(tǒng)的清潔度、汽缸、閥門、導(dǎo)汽管、定子內(nèi)部的清潔度。二個(gè)“面”：一個(gè)指“滑動(dòng)面”，具體指汽缸與臺(tái)板之間的滑動(dòng)面，軸承箱與臺(tái)板之間的滑動(dòng)面，內(nèi)部部套與汽缸之間的支撐面；軸承與軸承座之間的結(jié)合面，推力瓦塊與瓦套及推力盤之間的接觸面等，保障機(jī)組在動(dòng)態(tài)、熱態(tài)下滑動(dòng)自如；另一個(gè)指“結(jié)合面”，具體指汽缸及內(nèi)部部套中分面，軸承及軸承箱中分面，密封瓦及瓦套中分面，發(fā)電機(jī)端蓋，端罩個(gè)結(jié)合面，油系統(tǒng)法蘭及主油泵中分面等，保障機(jī)組不漏汽、水、油、風(fēng)。三個(gè)“基準(zhǔn)”：一個(gè)是“基礎(chǔ)”，一個(gè)是軸系中心基準(zhǔn)。還有軸系揚(yáng)度基準(zhǔn)。必須落實(shí)清楚，軸系的標(biāo)高和軸頸的揚(yáng)度是什么關(guān)系，如何通過(guò)軸系的標(biāo)高確定軸頸的揚(yáng)度，軸系找中的基準(zhǔn)、轉(zhuǎn)子軸頸揚(yáng)度如何確定，軸承的標(biāo)高為0與軸頸揚(yáng)度為0的區(qū)別。四個(gè)“間隙”：包括膨脹間隙、通流間隙、油隙、滑銷間隙。在此基礎(chǔ)上，還要認(rèn)真做好汽輪發(fā)電機(jī)組本體和主要輔助系統(tǒng)的安裝，端正態(tài)度，注重細(xì)節(jié)。認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，精益求精，確保電動(dòng)機(jī)安裝運(yùn)行良好。
發(fā)電機(jī)論文:導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的原因研究論文
關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)振動(dòng)
摘要：汽輪機(jī)組振動(dòng)范圍的規(guī)定(單位：毫米)對(duì)設(shè)備的危害不大，因而是允許的。汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。造成振動(dòng)的原因很多，但是我們只要能抓住矛盾的特殊性，即抓住振動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的不同特點(diǎn)，加以分析判斷，就有可能找出振動(dòng)的內(nèi)在原因并予以解決。
值得注意的是，隨著汽輪機(jī)功率的增大，在軸承座剛度相當(dāng)大的情況下，轉(zhuǎn)子的較大振動(dòng)并不能在軸承座上反映出來(lái)。
振動(dòng)是指一種周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，處在高速旋轉(zhuǎn)下的汽輪發(fā)電機(jī)組，在正常運(yùn)行中總是存在著不同程度和方向的振動(dòng)。對(duì)于振動(dòng)，我們希望它愈小愈好。
對(duì)設(shè)備的危害不大，因而是允許的。這里所講的振動(dòng)，都是指對(duì)設(shè)備有危害，超出了允許范圍的振動(dòng)。
汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)過(guò)大時(shí)可能引起的危害和嚴(yán)重后果：1)機(jī)組部件連接處松動(dòng)，地腳螺絲松動(dòng)、斷裂；2)機(jī)座(臺(tái)板)二次澆灌體松動(dòng)，基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫；3)汽輪機(jī)葉片應(yīng)力過(guò)高而疲勞折斷；4)危機(jī)保安器發(fā)生誤動(dòng)作；5)通流部分的軸封裝置發(fā)生摩擦或磨損，嚴(yán)重時(shí)可能因此一起主軸的彎曲；6)滑銷磨損，滑銷嚴(yán)重磨損時(shí)，還會(huì)影響機(jī)組的正常熱膨脹，從而進(jìn)一步引起更嚴(yán)重的事故；7)軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫、斷裂；8)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)松弛磨損，芯環(huán)破損，電氣絕緣磨破，一直造成接地或短路；9)勵(lì)磁機(jī)整流子及其碳刷磨損加劇等；從以上幾點(diǎn)可以看出，振動(dòng)直接威脅著機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，在機(jī)組一旦出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，就應(yīng)及時(shí)找出引起振動(dòng)的原因，并予以消除，決不允許在強(qiáng)烈振動(dòng)的情況下讓機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。
汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。造成振動(dòng)的原因很多，但是我們只要能抓住矛盾的特殊性，即抓住振動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的不同特點(diǎn)，加以分析判斷，就有可能找出振動(dòng)的內(nèi)在原因并予以解決。
一、勵(lì)磁電流試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康脑谟谂袛嗾駝?dòng)是否由電氣方面的原因引起的，以及是由電氣方面的哪些原因引起的。
如加上勵(lì)磁電流后機(jī)組發(fā)生振動(dòng)，斷開勵(lì)磁電流振動(dòng)消失。則可肯定振動(dòng)是有電氣方面的原因造成的，此時(shí)可繼續(xù)進(jìn)行勵(lì)磁電流試驗(yàn)。通過(guò)勵(lì)磁電流試驗(yàn)得出如下兩種結(jié)果：
1)隨著勵(lì)磁電流的增加，振動(dòng)數(shù)值跟著加大，此種情況表明，振動(dòng)是由于磁場(chǎng)不平衡引起的。造成磁場(chǎng)不平衡的原因有：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈短路：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子間空氣間隙不均勻等；
2)磁場(chǎng)電流增加時(shí)振動(dòng)不立即增大，而是隨著磁場(chǎng)電流增加在一定的時(shí)間內(nèi)成階梯狀的增大，在勵(lì)磁電流增大時(shí)尤為顯著。這表明振動(dòng)和轉(zhuǎn)子在熱狀態(tài)下的質(zhì)量不均衡有關(guān)。
二、轉(zhuǎn)速試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康脑谟谂袛嗾駝?dòng)和轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的關(guān)系，同時(shí)可找出轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速接近的程度。
試驗(yàn)一般在啟動(dòng)(或停機(jī))過(guò)程中進(jìn)行。轉(zhuǎn)速每升高100—200r/min記錄振動(dòng)值一次，試驗(yàn)的較高轉(zhuǎn)速好取為105％工作轉(zhuǎn)速，以便觀察振動(dòng)變化的趨向。本試驗(yàn)可在汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)斷開情況下進(jìn)行，也可在連接情況下進(jìn)行。
通過(guò)本試驗(yàn)還應(yīng)檢查臨界轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速是否過(guò)分接近。一般設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使二者相差30％左右，但由于運(yùn)行期間拆去了一些零件或在轉(zhuǎn)子上加工等，就有可能十分而達(dá)到平衡，這樣工作轉(zhuǎn)速離臨界轉(zhuǎn)速過(guò)近，機(jī)組運(yùn)行中必然要發(fā)生較大振動(dòng)。
三、負(fù)荷試驗(yàn)
試驗(yàn)的目的在于判斷振動(dòng)與機(jī)組中心、熱膨脹、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的關(guān)系，判斷傳遞力矩的部件(靠背輪、減速齒輪)是否有缺陷。試驗(yàn)可以升負(fù)荷方式進(jìn)行，也可以降負(fù)荷方式進(jìn)行，一般可分為零負(fù)荷、1/4負(fù)荷、1/2負(fù)荷、3/4負(fù)荷和滿載負(fù)荷五個(gè)等級(jí)。每一級(jí)附和測(cè)量振動(dòng)兩次，即負(fù)荷剛改變后立即測(cè)量一次。負(fù)荷穩(wěn)定30min后再測(cè)量一次。做負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，在測(cè)量振動(dòng)的同時(shí)必須測(cè)量機(jī)組的熱膨脹情況。一般通過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)可得出如下三種結(jié)果：
1)振動(dòng)隨負(fù)荷增加而見效(數(shù)值不大)。這表明振動(dòng)的原因在于轉(zhuǎn)體質(zhì)量的不平衡，此時(shí)可參照“轉(zhuǎn)速試驗(yàn)”進(jìn)行分析。
2)振動(dòng)隨負(fù)荷增加而加大，且于熱膨脹無(wú)關(guān)(即每一級(jí)負(fù)荷的兩次所測(cè)振動(dòng)值變化不大)。
這表明振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)力矩有關(guān)。其可能原因有：機(jī)組按靠背輪找中心時(shí)沒(méi)有找準(zhǔn)；活動(dòng)或半活動(dòng)式靠背輪本身有缺陷，如牙齒嚙合不好或不均勻磨損等；
此種振動(dòng)情況，一般在機(jī)組并列或接解列時(shí)振動(dòng)值會(huì)有突變現(xiàn)象。
3)在負(fù)荷改變后的一段時(shí)間，振動(dòng)隨時(shí)間的加長(zhǎng)而加大(即在每一負(fù)荷下穩(wěn)定一定時(shí)間后所測(cè)得的振動(dòng)值與及時(shí)次所測(cè)得的振動(dòng)值有較明顯的變化)。這表明振動(dòng)與汽輪機(jī)的熱狀態(tài)有關(guān)，其可能原因有：滑銷系統(tǒng)不良、基礎(chǔ)不均勻的下沉；主蒸汽管道布置不當(dāng)，在熱膨脹時(shí)給汽缸施加了作用力；其它不正常的熱變形引起機(jī)組中心線發(fā)生變化等。
四、軸承潤(rùn)滑油膜試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康脑谟谂袛嗾駝?dòng)是否是因?yàn)橛湍げ环€(wěn)，油膜被破壞或軸瓦緊力不當(dāng)所引起的。
試驗(yàn)是在保障軸承潤(rùn)滑油壓和油量的條件下通過(guò)改變油溫來(lái)進(jìn)行的，油溫變動(dòng)范圍一般是正常油溫的正負(fù)5℃，油溫每變化1℃測(cè)量振動(dòng)一次，并在上、下限油溫時(shí)穩(wěn)定30min后各多測(cè)振動(dòng)一次。
油溫試驗(yàn)的結(jié)果，有兩種可能情況：
1)振動(dòng)隨油溫升高而加大。這表明振動(dòng)大多是由于軸瓦間隙太大所引起的。這種情況比較多見，因?yàn)檫\(yùn)行中往往會(huì)由于烏金磨損，多次修刮而使軸瓦內(nèi)徑加大，致使油膜不穩(wěn)；2)振動(dòng)隨油溫升高而減少。此時(shí)，振動(dòng)大多是由于軸瓦間隙太小所引起的。
此外應(yīng)注意，由于潤(rùn)滑油溫只是通過(guò)改變油的粘度間接影響油膜建立的，所以振動(dòng)是否是由于油膜不穩(wěn)或被破壞所造成，還應(yīng)通過(guò)振動(dòng)現(xiàn)象加以判斷。油膜不穩(wěn)或被破壞而引起振動(dòng)的特點(diǎn)主要是：振動(dòng)發(fā)生得比較突然和強(qiáng)烈，一般難于掌握其發(fā)生和消失的規(guī)律。振動(dòng)波形紊亂，振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)速不相適應(yīng)；振動(dòng)時(shí)機(jī)組聲音異常，好像在抖動(dòng)一樣。
軸承緊力不夠也會(huì)引起振動(dòng)，此時(shí)振動(dòng)值也很不穩(wěn)定，且在振動(dòng)部位可聽見測(cè)到“咚東”的響聲。
除通過(guò)上述幾種試驗(yàn)來(lái)尋找振動(dòng)的原因外，尚可通過(guò)真空試驗(yàn)或機(jī)組外部特性試驗(yàn)來(lái)分析振動(dòng)原因。真空試驗(yàn)的目的，是判斷振動(dòng)是否是由于真空變化后機(jī)組中心在垂直方向發(fā)生變化引起的。真空試驗(yàn)依據(jù)的原理是：真空變化時(shí)大氣壓力對(duì)排汽缸的作用力就要變化，使與排汽缸連成一體的后軸承座發(fā)生上下位移；真空變化時(shí)，排汽溫度變化，使排汽缸熱膨脹值變化，也會(huì)引起后軸承座上下位移，這些都能影響機(jī)組中心在垂直方向的變化，若處理不當(dāng)時(shí)就可能引起振動(dòng)。機(jī)組外部特性試驗(yàn)，實(shí)際上就是在振動(dòng)值比較大的情況下測(cè)量機(jī)組振動(dòng)的分布情況，根據(jù)振動(dòng)分布情況分析判斷不正常的部位。例如：緊固螺釘松動(dòng)、軸承座和基座臺(tái)板接觸不良，機(jī)座和軸承座框架在基礎(chǔ)上松動(dòng)，機(jī)組基礎(chǔ)局部松動(dòng)，以及某些管道共振等缺陷，就可通過(guò)外特性試驗(yàn)查找出來(lái)。
汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)異常是運(yùn)行中最常見的故障之一，其產(chǎn)生的原因是多方面的，也是十分、復(fù)雜的，它與制造、安裝、檢修和運(yùn)行水平有直接關(guān)系。超過(guò)允許范圍的振動(dòng)往往是設(shè)備損壞的信號(hào)。振動(dòng)過(guò)大將使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件如葉片、葉輪等的應(yīng)力超過(guò)允許值而損壞；振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，可能導(dǎo)致危急保安器誤動(dòng)作而發(fā)生停機(jī)事故以及導(dǎo)致軸承座松動(dòng)、基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞等。因此，必須使機(jī)組的振動(dòng)水平保持在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。公務(wù)員之家
值得注意的是，隨著汽輪機(jī)功率的增大，在軸承座剛度相當(dāng)大的情況下，轉(zhuǎn)子的較大振動(dòng)并不能在軸承座上反映出來(lái)。應(yīng)該直接測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)數(shù)值作為振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)才是合理的，在運(yùn)行中，一旦發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常，除應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有關(guān)參數(shù)的監(jiān)視、仔細(xì)傾聽汽輪機(jī)內(nèi)部聲音外，還應(yīng)視具體情況立即減負(fù)荷乃至停機(jī)檢查。必要時(shí)通過(guò)各種試驗(yàn)來(lái)分析機(jī)組振動(dòng)異常的原因，采取相應(yīng)的處理方法及消除措施。
發(fā)電機(jī)論文:水輪發(fā)電機(jī)主絕緣損壞原因探究論文
1、設(shè)計(jì)、制造不良造成水輪發(fā)電機(jī)絕緣損壞
1.1為降低成本和縮小體積，設(shè)計(jì)時(shí)主絕球裕全偏低，同時(shí)某些部位主絕緣包扎層數(shù)不夠有脫節(jié)現(xiàn)象。
例如，某小型水電站機(jī)組于1988年底投產(chǎn)發(fā)電到2000年運(yùn)行共12年，實(shí)際運(yùn)行時(shí)間不到5萬(wàn)小時(shí)，1996年就出現(xiàn)1號(hào)機(jī)差動(dòng)保護(hù)在發(fā)電機(jī)升壓過(guò)程中動(dòng)作。經(jīng)檢查是A,B相相間主絕緣擊穿。2號(hào)機(jī)在1998年大修過(guò)程中進(jìn)行預(yù)防性直流耐壓試驗(yàn)時(shí)突然擊穿主絕緣。經(jīng)查找為槽底線圈主絕緣對(duì)地?fù)舸＝?jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子線圈絕緣偏薄，某些部位包扎不嚴(yán)，有多處絕緣開裂，不得不進(jìn)行貼補(bǔ)處理。
1.2生產(chǎn)工藝直接影響著發(fā)電機(jī)的質(zhì)量。
水輪發(fā)電機(jī)組鐵芯振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而且在運(yùn)行中往往較難正確判斷。如某電站1990年投產(chǎn)的水輪發(fā)電機(jī)組，在投產(chǎn)后不久，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)機(jī)組升壓并網(wǎng)后，當(dāng)負(fù)荷帶到一定程度時(shí)產(chǎn)生異常尖叫響聲。經(jīng)技術(shù)人員分析判斷為鐵芯振動(dòng)。其主要原因是制造時(shí)芯片疊壓得不夠緊，引起硅鋼片在運(yùn)行中振動(dòng)。如不及時(shí)處理可能會(huì)引起硅鋼片因長(zhǎng)期振動(dòng)疲勞而折斷，割破線圈絕緣造成接地短路或相間短路故障，嚴(yán)重時(shí)往往無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，需要運(yùn)回制造廠進(jìn)行鐵芯壓緊和重新嵌線處理。經(jīng)采用新工藝在現(xiàn)場(chǎng)壓緊后，通過(guò)2倍于額定電壓的直流泄漏試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)，然后又進(jìn)行1.5倍額定電壓的交流耐壓試驗(yàn)。目前運(yùn)行還較正常。
2運(yùn)行環(huán)境對(duì)發(fā)電機(jī)主絕緣損壞的影響
2.1運(yùn)行環(huán)境溫度直接影響電機(jī)的寺命。
已投入運(yùn)行的小型水輪發(fā)電機(jī)組大多數(shù)采用瀝青云母絕緣，這種絕緣采用云母帶在
整個(gè)線棒直線和端部連續(xù)包扎后，經(jīng)真空浸漆處理，以消除端部搭接的缺點(diǎn)。但瀝青軟
化點(diǎn)低，主絕緣耐熱等級(jí)極限較低，一般為105K。真空浸漆工藝復(fù)雜，掌握不嚴(yán)就不易
浸透，內(nèi)部有可能存在氣泡，造成線圈質(zhì)量很不穩(wěn)定。又由于某些電站為了提高運(yùn)行水頭
廠房建設(shè)得很低，為了防止臺(tái)汛季節(jié)尾水通過(guò)窗戶淹沒(méi)設(shè)備，多數(shù)主機(jī)層墻上沒(méi)有設(shè)置通風(fēng)透光窗戶，運(yùn)行環(huán)境溫度很高，機(jī)組散熱不良，加速絕緣老化。特別是有的線圈制造不良，絕緣材料含有氣隙，使絕緣溫差增大，最熱點(diǎn)的溫度直接縮短定子絕緣的使用壽命。
2.2小水電站地處邊遠(yuǎn)山區(qū)，在電氣接線上往往處在線路的末端，電壓偏移很大。
特別是豐水季節(jié)，400V機(jī)組的母線電壓有時(shí)升高到470V,6kV母線有時(shí)竟達(dá)到7kV。小型電站的并網(wǎng)變壓器只有三檔分接開關(guān).遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際運(yùn)行的需要而不得不抬高發(fā)電機(jī)出口電壓。
某電站低壓機(jī)組1978年投產(chǎn)發(fā)電，由于長(zhǎng)期的高溫和電壓偏高影響，在夏季發(fā)電時(shí)電機(jī)主絕緣對(duì)地?fù)舸」夥烹妼㈦姍C(jī)的定子鐵芯及機(jī)殼燒成一個(gè)大窟隆，致使
事故后修復(fù)工作十分困難。
3、不良檢修對(duì)發(fā)電機(jī)主絕緣的破壞
立式水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行擴(kuò)大性檢修時(shí)，多數(shù)需要吊出轉(zhuǎn)子，并且水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪也需要通過(guò)定子膛中吊出進(jìn)行補(bǔ)焊。在起吊中如果稍有不小心或吊車技術(shù)不熟練就會(huì)撞擊定子線圈。
某電站水輪發(fā)電機(jī)組在及時(shí)次大修過(guò)程中，由于水機(jī)底環(huán)銹蝕嚴(yán)重，使用頂起螺絲無(wú)
法將底環(huán)吊出，改用15噸吊車硬性起吊，致使吊環(huán)脫落，而15噸吊鉤猛烈撞擊定子線圈端
部，造成電機(jī)端部絕緣多處受傷。
4、機(jī)組線圈主絕緣損壞的措施
（1)防止鐵芯松動(dòng)。在大修清掃定子鐵芯時(shí)應(yīng)注意觀察，如發(fā)現(xiàn)鐵芯出現(xiàn)紅粉，表明該
處有松動(dòng).可用電工刀及其他薄型片狀工具進(jìn)行試插松動(dòng)程度，正常時(shí)鐵芯齒部插入深度一般不超過(guò)3mm。運(yùn)行中還要注意線圈的緊固情況，在上下層線圈同相且電流方向相同時(shí)，作用力較大都?jí)合蚩住Ｈ绻€圈在槽內(nèi)固定不牢，就會(huì)發(fā)生振動(dòng)導(dǎo)致線圈表面防暈層磨損破壞，同層異相線圈電流方向相反時(shí)產(chǎn)生切向交變彎曲力矩較大，也會(huì)破壞絕緣。對(duì)有松動(dòng)的線圈應(yīng)及時(shí)將槽楔打緊，必要時(shí)可用斜鍵槽楔。端部松動(dòng)可用無(wú)緯玻璃絲帶加強(qiáng)綁扎，綁扎后噴以環(huán)氧樹脂漆固化。
（2)防止電腐蝕。使用環(huán)氧粉云母作主絕緣的水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中暴露出的問(wèn)題主要是電腐蝕。電腐蝕分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕，內(nèi)腐蝕是因?yàn)橹鹘^緣和防暈半導(dǎo)體支間有氣隙，對(duì)地電壓分配在主絕緣和氣隙兩種不同的介質(zhì)上.使氣隙游離放電;外腐蝕是因?yàn)榉罆瀸优c鐵芯間氣隙游離放電。內(nèi)腐蝕首先破壞主絕緣和導(dǎo)線之問(wèn)的粘結(jié)膠，使絕緣脫殼、膠線松散。產(chǎn)生電磁振動(dòng)、膠線磨細(xì)折斷，損壞主絕緣;外腐蝕首先是磨破防暈層，加劇電暈放電，造成線圈表面絕緣損傷。
為了防止電腐蝕，可采用下列措施:
(1)電腐蝕的輕重程度與線圈所處電壓有關(guān)，腐蝕大部發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓大于4kV以上線圈中，可在電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，采取線圈中心點(diǎn)與出線端倒位措施緩解。
(2)運(yùn)行電機(jī)若發(fā)現(xiàn)有臭氧味，往往是電腐蝕的前兆，可用局部放電儀進(jìn)行檢查。小水電系統(tǒng)一般都不具備這個(gè)條件，可以在環(huán)境較暗的情況下用肉眼進(jìn)行初步觀察。若在線圈槽口與線圈端箍連接處等部位出現(xiàn)蘭色輝光，則有電暈現(xiàn)象。需要進(jìn)行檢修處理。
摘要：發(fā)電機(jī)主絕緣損壞故障嚴(yán)重影響著中小型水輪發(fā)電機(jī)的健康可持續(xù)運(yùn)行，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了不利影響，本文對(duì)水輪發(fā)電機(jī)主絕緣損壞原因探析及解決措施進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)；主絕緣損壞；原因分析
發(fā)電機(jī)論文:柴油發(fā)電機(jī)組數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
1變速積分PID原理
1．1PID控制原理［1，2］
常規(guī)PID控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。
PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r（t）與實(shí)際輸出構(gòu)成控制偏差：
將此偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。其控制規(guī)律為：
式中，Kp為比例系數(shù)，T1為積分時(shí)間常數(shù)，TD為微分時(shí)間常數(shù)。
在PID控制中，比例項(xiàng)用于糾正偏差，積分項(xiàng)用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，微分項(xiàng)用于減小系統(tǒng)的超調(diào)量，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。PID控制器的性能就決定于Kp、T1和TD這3個(gè)系數(shù)。如何選用這3個(gè)系數(shù)是PID控制的核心。
1．2數(shù)字PID控制算法選擇
設(shè)計(jì)和調(diào)整數(shù)字PID控制器的任務(wù)就是根據(jù)被控對(duì)象和系統(tǒng)要求，選擇合適的PID模型，將其進(jìn)行離散化處理，編出計(jì)算機(jī)程序由微處理器實(shí)現(xiàn)，確定KP、T1、TD、和T，T為采樣周期。微處理器控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值計(jì)算控制量，因此，必須對(duì)PID模型進(jìn)行離散化處理。
用矩形方法數(shù)值積分代替式（3）中的積分項(xiàng)，對(duì)式（3）中的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)用后向差分逼近，經(jīng)推理可得到基本PID控制的位置式算法：
式中k——采樣序號(hào)，k＝0，1，2，……
U（k）——第k次采樣時(shí)刻輸出值
E（k）——第k次采樣時(shí)輸入的偏差值
E（k－1）——第（k－1）次采樣時(shí)刻輸入的偏差值
K1——積分系數(shù)，K1＝KpT／T1
KD——微分?jǐn)?shù)系，KD＝KpTD／T1
在數(shù)字控制系統(tǒng)中，PID控制規(guī)律是用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而具有更大的靈活性。由于基本PID控制中引入了積分環(huán)節(jié)，其目的主要是為了消除靜差，提高精度。但在柴油機(jī)調(diào)速過(guò)程中，突加突減負(fù)載時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)速的較大波動(dòng)，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)較大偏差，通過(guò)PID積分運(yùn)算積累，超調(diào)量過(guò)大，系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組輸出電能的品質(zhì)。為避免PID控制中積分項(xiàng)引起的超調(diào)，提高其調(diào)節(jié)品質(zhì)，擬采用積分分離法對(duì)基本PID控制進(jìn)行改進(jìn)，簡(jiǎn)稱變速積分PID。變速積分PID的基本思路是設(shè)法改變積分項(xiàng)的累加速度，使其與偏差大小相對(duì)應(yīng)，偏差越大，積分越慢；反之，則越快。
式中，A、B為積分區(qū)間。
變速積分PID算法為：
式中，U1（k）為第k次采樣時(shí)刻PID運(yùn)算的積分部分輸出值。
采用變速積分PID控制，系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：用比例消除大偏差，用積分消除小偏差，可消除積分飽和現(xiàn)象；各參數(shù)容易整定，易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，而且對(duì)A、B兩參數(shù)不要求十分；超調(diào)量大大減小，改善了調(diào)節(jié)品質(zhì)，適應(yīng)性較強(qiáng)。
2柴油發(fā)電機(jī)組數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)中PID控制參數(shù)整定［3，4］
數(shù)字PID控制參數(shù)整定的任務(wù)主要是確定數(shù)字PID的參數(shù)KP、T1、TD和T。
對(duì)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，可采用理論計(jì)算方法確定這些參數(shù)。但由于柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工況較為復(fù)雜，其數(shù)學(xué)模型并非十分，在此，采用工程整定常用的擴(kuò)充臨界比例帶法，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)法再對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到最終的PID參數(shù)。
（1）采樣周期T的選擇
在數(shù)字控制系統(tǒng)中，采樣周期T是一個(gè)比較重要的因素，采樣周期的選取，應(yīng)與PID參數(shù)的整定綜合考慮。
首先，采樣周期T的選取應(yīng)滿足以下要求：遠(yuǎn)小于對(duì)象擾動(dòng)周期；比對(duì)象時(shí)間常數(shù)小得多；盡量縮短采樣周期，以改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。
該系統(tǒng)中，PID調(diào)節(jié)控制過(guò)程是在定時(shí)中斷狀態(tài)下完成的，因此，采樣周期T的大小必須保障中斷服務(wù)程序的正常運(yùn)行。在不影響中斷程序運(yùn)行的情況下，可取采樣周期T＝0．1τ（τ為柴油機(jī)的純滯后時(shí)間）。當(dāng)中斷程序運(yùn)行時(shí)間Tz大于0．1τ時(shí)，則取T＝Tz，
（2）臨界振蕩周期Ts的確定
初始確定數(shù)字PID參數(shù)時(shí)，在用上述方法確定采樣周期T的條件下，從調(diào)速系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)回路中，去掉數(shù)字控制器的微分控制作用和積分控制作用，只采用比例調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)來(lái)確定系統(tǒng)的振蕩周期Ts和臨界比例系數(shù)Ks。由單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制比例系數(shù)KP，并逐漸增大Kp，直到系統(tǒng)出現(xiàn)持續(xù)的等幅振蕩，然后由單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)記錄并顯示調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生等幅振蕩時(shí)的臨界比例度δ和相應(yīng)的臨界振蕩周期Ts。
控制度就是以模擬調(diào)節(jié)器為基礎(chǔ)，定量衡量數(shù)字控制系統(tǒng)與模擬調(diào)節(jié)器對(duì)同一對(duì)象的控制效果。控制效果就是采用某一積分準(zhǔn)則，根據(jù)系統(tǒng)在規(guī)定的輸入下的輸出響應(yīng)，使用該準(zhǔn)則取最小值時(shí)的最
如前所述，采樣周期T的長(zhǎng)短會(huì)影響系統(tǒng)的控制品質(zhì)，同樣是整定，數(shù)字控制系統(tǒng)的品質(zhì)要低于模擬系統(tǒng)的控制品質(zhì)。即控制度總是大于1的，且控制度越大，相應(yīng)的數(shù)字控制系統(tǒng)品質(zhì)越差。
為獲得與模擬控制器相當(dāng)?shù)钠焚|(zhì)，控制度選為1．05。不同控制度時(shí)，擴(kuò)充臨界比例帶法PID參數(shù)計(jì)算公式
（4）KP、K1、KD、T的求取
根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得Ks和Ts及選定的控制度，按表1計(jì)算出數(shù)字PID參數(shù)Kp、T1、TD和T。
（5）控制效果的調(diào)節(jié)
按求得的參數(shù)值在調(diào)速控制系統(tǒng)中運(yùn)行，并觀察控制效果。如控制效果達(dá)不到控制要求，可基于以下原則，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法對(duì)參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整。
①增大比例系數(shù)Kp，將加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但過(guò)大會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生較大超調(diào)，甚至產(chǎn)生振蕩。
②增大積分時(shí)間T1，有利于減小超調(diào)，減少振蕩，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，但會(huì)增加系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。
③增大微分時(shí)間常數(shù)TD有利于加快系統(tǒng)的響應(yīng)，使超調(diào)減小，穩(wěn)定性增加，但系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力減弱，對(duì)擾動(dòng)有較敏感的響應(yīng)。
基于上述原則，調(diào)整PID參數(shù)時(shí)，應(yīng)先比例、后積分、再微分進(jìn)行調(diào)整。
發(fā)電機(jī)論文:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱研究論文
及時(shí)節(jié)概述
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過(guò)齒輪箱齒輪副的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機(jī)組的總體布置要求，有時(shí)將與風(fēng)輪輪轂直接相連的傳動(dòng)軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間利用漲緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機(jī)組的制動(dòng)能力，常常在齒輪箱的輸入端或輸出端設(shè)置剎車裝置，配合葉尖制動(dòng)（定漿距風(fēng)輪）或變漿距制動(dòng)裝置共同對(duì)機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合制動(dòng)。
由于機(jī)組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風(fēng)口處，受無(wú)規(guī)律的變向變負(fù)荷的風(fēng)力作用以及強(qiáng)陣風(fēng)的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)非常困難，故對(duì)其性和使用壽命都提出了比一般機(jī)械高得多的要求。例如對(duì)構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機(jī)械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；應(yīng)保障齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動(dòng)和沖擊；保障充分的潤(rùn)滑條件，等等。對(duì)冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)和潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行遙控。
不同形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用固定平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)最為常見。
如前所述，風(fēng)力發(fā)電受自然條件的影響，一些特殊氣象狀況的出現(xiàn)，皆可能導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障，而狹小的機(jī)艙不可能像在地面那樣具有牢固的機(jī)座基礎(chǔ)，整個(gè)傳動(dòng)系的動(dòng)力匹配和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的因素總是集中反映在某個(gè)薄弱環(huán)節(jié)上，大量的實(shí)踐證明，這個(gè)環(huán)節(jié)常常是機(jī)組中的齒輪箱。因此，加強(qiáng)對(duì)齒輪箱的研究，重視對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的工作顯得尤為重要。第二節(jié)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)必須保障在滿足性和預(yù)期壽命的前提下，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且重量最輕。通常應(yīng)采用CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)，排定傳動(dòng)方案，選用合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇穩(wěn)定的構(gòu)件和具有良好力學(xué)特性以及在環(huán)境極端溫差下仍然保持穩(wěn)定的材料，等等。
一、設(shè)計(jì)載荷
齒輪箱作為傳遞動(dòng)力的部件，在運(yùn)行期間同時(shí)承受動(dòng)、靜載荷。其動(dòng)載荷部分取決于風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)的特性和傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器的質(zhì)量、剛度、阻尼值以及發(fā)電機(jī)的外部工作條件。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷譜是齒輪箱設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。載荷譜可通過(guò)實(shí)測(cè)得到，也可以按照J(rèn)B/T10300標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定。當(dāng)按照實(shí)測(cè)載荷譜計(jì)算時(shí)，齒輪箱使用系數(shù)KA＝1。當(dāng)無(wú)法得到載荷譜時(shí)，對(duì)于三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組取KA=1.3。
二、設(shè)計(jì)要求
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速箱的設(shè)計(jì)參數(shù)，除另有規(guī)定外，常常采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，即利用計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算，在滿足各種限制條件下求得設(shè)計(jì)方案。
（一）效率
齒輪箱的效率可通過(guò)功率損失計(jì)算或在試驗(yàn)中實(shí)測(cè)得到。功率損失主要包括齒輪嚙合、軸承摩擦、潤(rùn)滑油飛濺和攪拌損失、風(fēng)阻損失、其它機(jī)件阻尼等。齒輪的效率在不同工況下是不一致的。
風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求齒輪箱的機(jī)械效率應(yīng)大于97%，是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)。
（二）噪聲級(jí)
風(fēng)力發(fā)電增速箱的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為85dB（A）左右。噪聲主要來(lái)自各傳動(dòng)件，故應(yīng)采取相應(yīng)降低噪聲的措施：
1.適當(dāng)提高齒輪精度，進(jìn)行齒形修緣，增加嚙合重合度；
2.提高軸和軸承的剛度；
3.合理布置軸系和輪系傳動(dòng)，避免發(fā)生共振；
4.安裝時(shí)采取必要的減振措施，將齒輪箱的機(jī)械振動(dòng)控制在GB/T8543規(guī)定的C級(jí)之內(nèi)。
（三）性
按照假定壽命最少20年的要求，視載荷譜所列載荷分布情況進(jìn)行疲勞分析，對(duì)齒輪箱整機(jī)及其零件的設(shè)計(jì)極限狀態(tài)和使用極限狀態(tài)進(jìn)行極限強(qiáng)度分析、疲勞分析、穩(wěn)定性和變形極限分析、動(dòng)力學(xué)分析等。分析方法除一般推薦的設(shè)計(jì)計(jì)算方法外，可采用模擬主機(jī)運(yùn)行條件下進(jìn)行零部件試驗(yàn)的方法。
在方案設(shè)計(jì)之初必須進(jìn)行性分析，而在施工設(shè)計(jì)完成后再次進(jìn)行詳細(xì)的性分析計(jì)算，其中包括精心選取性好的結(jié)構(gòu)和對(duì)重要的零部件以及整機(jī)進(jìn)行性估算。第三節(jié)齒輪箱的構(gòu)造一、齒輪箱的類型與特點(diǎn)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的種類很多，按照傳統(tǒng)類型可分為圓柱齒輪增速箱、行星增速箱以及它們互相組合起來(lái)的齒輪箱；按照傳動(dòng)的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)和多級(jí)齒輪箱；按照轉(zhuǎn)動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式以及混合式等等。常用齒輪箱形式及其特點(diǎn)和應(yīng)用見表.20.1-1。
（表20.1-1風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的主要類型和特點(diǎn)）。
二、齒輪箱圖例
（各種齒輪箱圖例如圖20.1～20.7所示）。
第四節(jié)齒輪箱的主要零部件箱體結(jié)構(gòu)
箱體是齒輪箱的重要部件，它承受來(lái)自風(fēng)輪的作用力和齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反力，必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保障傳動(dòng)質(zhì)量。箱體的設(shè)計(jì)應(yīng)按照風(fēng)電機(jī)組動(dòng)力傳動(dòng)的布局安排、加工和裝配條件、便于檢查和維護(hù)等要求來(lái)進(jìn)行。應(yīng)注意軸承支承和機(jī)座支承的不同方向的反力及其相對(duì)值，選取合適的支承結(jié)構(gòu)和壁厚，增設(shè)必要的加強(qiáng)筋。筋的位置須與引起箱體變形的作用力的方向相一致。
箱體的應(yīng)力情況十分復(fù)雜且分布不勻，只有采用現(xiàn)代計(jì)算方法，如有限元、斷裂力學(xué)等方法輔以摸擬實(shí)際工況的光彈實(shí)驗(yàn)，才能較為地計(jì)算出應(yīng)力分布的狀況。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以獲得與實(shí)際應(yīng)力十分接近的結(jié)果。
采用鑄鐵箱體可發(fā)揮其減振性，易于切削加工等特點(diǎn)，適于批量生產(chǎn)。常用的材料有球墨鑄鐵和其他高強(qiáng)度鑄鐵。用鋁合金或其他輕合金制造的箱體，可使其重量較鑄鐵輕20%~30%，但從另一角度考慮，輕合金鑄造箱體，降低重量的效果并不顯著。這是因?yàn)檩p合金鑄件的彈性摸量較小，為了提高剛性，設(shè)計(jì)時(shí)常須加大箱體受力部分的橫截面積，在軸承座處加裝鋼制軸承座套，相應(yīng)部位的尺寸和重量都要加大。目前除了較小的風(fēng)電機(jī)組尚用鋁合金箱體外，大型風(fēng)力發(fā)電齒輪箱應(yīng)用輕鋁合金鑄件箱體已不多見。
單件、小批生產(chǎn)時(shí)，常采用焊接或焊接與鑄造相結(jié)合的箱體。為減小機(jī)械加工過(guò)程和使用中的變形，防止出現(xiàn)裂紋，無(wú)論是鑄造或是焊接箱體均應(yīng)進(jìn)行退火、時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。
為了便于裝配和定期檢查齒輪的嚙合情況，在箱體上應(yīng)設(shè)有觀察窗。機(jī)座旁一般設(shè)有連體吊鉤，供起吊整臺(tái)齒輪箱用。
箱體支座的凸緣應(yīng)具有足夠的剛性，尤其是作為支承座的耳孔和搖臂支座孔的結(jié)構(gòu)，其支承剛度要作仔細(xì)的核算。為了減小齒輪箱傳到機(jī)艙機(jī)座的振動(dòng)，齒輪箱可安裝在彈性減振器上。最簡(jiǎn)單的彈性減振器是用高強(qiáng)度橡膠和鋼墊做成的彈性支座塊，合理使用也能取得較好的結(jié)果。
箱蓋上還應(yīng)設(shè)有透氣罩、油標(biāo)或油位指示器。在相應(yīng)部位設(shè)有注油器和放油孔。放油孔周圍應(yīng)留有足夠的放油空間。采用強(qiáng)制潤(rùn)滑和冷卻的齒輪箱，在箱體的合適部位設(shè)置進(jìn)出油口和相關(guān)的液壓件的安裝位置。齒輪和軸的結(jié)構(gòu)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境非常惡劣，受力情況復(fù)雜，要求所用的材料除了要滿足機(jī)械強(qiáng)度條件外，還應(yīng)滿足極端溫差條件下所具有的材料特性，如抗低溫冷脆性、冷熱溫差影響下的尺寸穩(wěn)定性等等。對(duì)齒輪和軸類零件而言，由于其傳遞動(dòng)力的作用而要求極為嚴(yán)格的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般情況下不推薦采用裝配式拼裝結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)，齒輪毛坯只要在鍛造條件允許的范圍內(nèi)，都采用輪輻輪緣整體鍛件的形式。當(dāng)齒輪頂圓直徑在2倍軸徑以下時(shí)，由于齒輪與軸之間的連接所限，常制成軸齒輪的形式。
為了提高承載能力，齒輪、軸一般都采用合金鋼制造。外齒輪推薦采用20CrMnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMo6、17Cr2Ni2MoA等材料。內(nèi)齒圈和軸類零件推薦采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料。采用鍛造方法制取毛坯，可獲得良好的鍛造組織纖維和相應(yīng)的力學(xué)特征。合理的預(yù)熱處理以及中間和最終熱處理工藝，保障了材料的綜合機(jī)械性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
齒輪箱內(nèi)用作主傳動(dòng)的齒輪精度，外齒輪不低于5級(jí)GB/T10095，內(nèi)齒輪不低于6級(jí)GB/T10095。通常采用最終熱處理的方法是滲碳淬火，齒表面硬度達(dá)到HRC60+/-2，具有良好的抗磨損接觸強(qiáng)度，輪齒心部則具有相對(duì)較低的硬度和較好的韌性，能提高抗彎曲強(qiáng)度，而通常對(duì)齒部的最終加工是采用磨齒工藝。
加工人字齒的時(shí)候，如是整體結(jié)構(gòu)，半人字齒輪之間應(yīng)有退刀槽；如是拼裝人字齒輪，則分別將兩半齒輪按普通圓柱齒輪加工，用工裝將兩者對(duì)齒，再通過(guò)過(guò)盈配合套裝在軸上。
齒輪加工中，規(guī)定好加工的工藝基準(zhǔn)非常重要。軸齒輪加工時(shí)，常用頂尖頂緊兩軸端中心孔安裝在機(jī)床上。圓柱齒輪則利用其內(nèi)孔和一個(gè)端面作為工藝基準(zhǔn)，用夾具或通過(guò)校準(zhǔn)在機(jī)床上定位。
在一對(duì)齒輪副中，小齒輪的齒寬比大齒輪略大一些，這主要是為了補(bǔ)償軸向尺寸變動(dòng)和便于安裝。為減小軸偏斜和傳動(dòng)中彈性變形引起載荷不均勻的影響，應(yīng)在齒形加工時(shí)對(duì)輪齒作修形處理。
齒輪與軸的聯(lián)接
平鍵聯(lián)接常用于具有過(guò)盈配合的齒輪或聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接。
花鍵聯(lián)接通常這種聯(lián)接是沒(méi)有過(guò)盈的，因而被聯(lián)接零件需要軸向固定。花鍵聯(lián)接承載能力高，對(duì)中性好，但制造成本高，需用專用刀具加工。
過(guò)盈配合聯(lián)接過(guò)盈配合聯(lián)接能使軸和齒輪（或聯(lián)軸節(jié)）具有好的對(duì)中性，特別是在經(jīng)常出現(xiàn)沖擊載荷情況下，這種聯(lián)接能地工作，在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中得到廣泛的應(yīng)用。利用零件間的過(guò)盈配合形成的聯(lián)接，其配合表面為圓柱面或圓錐面（錐度可取1：30~1：8）。圓錐面過(guò)盈聯(lián)接多用于載荷較大，需多次裝拆的場(chǎng)合。
脹緊套聯(lián)接利用軸、孔與錐形彈性套之間接觸面上產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，是一種無(wú)鍵聯(lián)接方式，定心性好，裝拆方便，承載能力高，能沿周向和軸向調(diào)節(jié)軸與輪轂的相對(duì)位置，且具有安全保護(hù)作用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5867-86對(duì)其所推薦的四種脹緊套的結(jié)構(gòu)形式和基本尺寸作了詳細(xì)的規(guī)定。
齒輪箱中的軸按其主動(dòng)和被動(dòng)關(guān)系可分為主動(dòng)軸、從動(dòng)軸和中間軸。首級(jí)主動(dòng)軸和末級(jí)從動(dòng)軸的外伸部分用于安裝半聯(lián)軸器，與風(fēng)輪輪轂或電機(jī)傳動(dòng)軸相連。為了提高性和減小外形尺寸，有時(shí)將半聯(lián)軸器（法蘭）與軸制成一體。
軸上各個(gè)配合部分的軸頸需要進(jìn)行磨削加工。為了減少應(yīng)力集中，對(duì)軸上臺(tái)肩處的過(guò)渡圓角、花鍵向較大軸徑過(guò)渡部分，均應(yīng)作必要的處理，例如拋光，以提高軸的疲勞強(qiáng)度。在過(guò)盈配合處，為減少輪轂邊緣的應(yīng)力集中，壓合處的軸徑應(yīng)比相鄰部分軸徑加大5%，或在輪轂上開出卸荷槽。裝在軸上的零件，軸向固定應(yīng)，工作載荷應(yīng)盡可能用軸上的止推軸肩來(lái)承受，相反方向的固定則可利用螺帽或其他緊固件。為防止螺紋松動(dòng)，可利用止動(dòng)墊圈、雙螺帽墊圈、鎖止螺釘或串聯(lián)鐵絲等。有時(shí)為了節(jié)省空間，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，也可以用彈簧擋圈代替螺帽和止動(dòng)墊圈，但不能用于軸向負(fù)荷過(guò)大的地方。
軸的材料采用碳綱和合金綱。如40、45、50、40Cr、50Cr、42CrMoA等，常用的熱處理方法為進(jìn)行調(diào)質(zhì)，而在重要部位作淬火處理。要求較高時(shí)可采用20CrMnTi、20CrMo、20MnCr5、17CrNi5、16CrNi等品質(zhì)低碳合金綱，進(jìn)行滲碳淬火處理，獲取較高的表面硬度和心部較高的韌性。
滾動(dòng)軸承
齒輪箱的支承中，大量應(yīng)用滾動(dòng)軸承，其特點(diǎn)是靜摩擦力矩和動(dòng)摩擦力矩都很小，即使載荷和速度在很寬范圍內(nèi)變化時(shí)也如此。滾動(dòng)軸承的安裝和使用都很方便，但是，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速接近極限轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承的承載能力和壽命急劇下件下降，高速工作時(shí)的噪音和振動(dòng)比較大。齒輪傳動(dòng)時(shí)軸和軸承的變形會(huì)引起齒輪和軸承內(nèi)外圈軸線的偏斜，使輪齒上載荷分布不均勻，會(huì)降低傳動(dòng)件的承載能力。由于載荷不均勻性而使輪齒經(jīng)常發(fā)生斷齒的現(xiàn)象，在許多情況下又是由于軸承的質(zhì)量和其他因素，如劇烈的過(guò)載而引起的。選用軸承時(shí)，不僅要根據(jù)載荷的性質(zhì)，還應(yīng)根據(jù)部件的結(jié)構(gòu)要求來(lái)確定。相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如DIN281，或者軸承制造商的的樣本，都有整套的計(jì)算程序和方法可供參考。
計(jì)算的使用壽命應(yīng)不小于13萬(wàn)小時(shí)。在安裝、潤(rùn)滑、維護(hù)都正常的情況下，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于套圈與滾動(dòng)體的接觸表面經(jīng)受交變負(fù)荷的反復(fù)作用而產(chǎn)生疲勞剝落。疲勞剝落若發(fā)生在壽命期限之外，則屬于滾動(dòng)軸承的正常損壞。因此，一般所說(shuō)的軸承壽命指的是軸承的疲勞壽命。一批軸承的疲勞壽命總是分散的，但總是服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因而軸承壽命總是與損壞概率或性相聯(lián)系。第五節(jié)齒輪箱的使用及其維護(hù)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，齒輪箱是重要的部件之一，必須正確使用和維護(hù)，以延長(zhǎng)使用壽命。
齒輪箱主動(dòng)軸與葉片輪轂的連接必須緊固。輸出軸若直接與電機(jī)聯(lián)接時(shí)，應(yīng)采用合適的聯(lián)軸器，好是彈性聯(lián)軸器，并串接起保護(hù)作用的安全裝置。齒輪箱軸線與相聯(lián)接部分的軸線應(yīng)保障同心，其誤差不得大于所選用聯(lián)軸器的允許值。
齒輪箱安裝后用人工盤動(dòng)應(yīng)靈活，無(wú)卡滯現(xiàn)象，齒面接觸斑點(diǎn)應(yīng)達(dá)到技術(shù)條件的要求。按照說(shuō)明書的要求加注規(guī)定的機(jī)油達(dá)到油標(biāo)刻度線，并在正式使用之前空載運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)可以利用電機(jī)帶動(dòng)齒輪箱，經(jīng)檢查齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)沖擊振動(dòng)和異常噪音，潤(rùn)滑情況良好，且各處密封和結(jié)合面不漏油，才能與機(jī)組一起投入試運(yùn)轉(zhuǎn)。
加載試驗(yàn)應(yīng)分階段進(jìn)行，分別以額定載荷的25%、50%、75%、加載，每一階段運(yùn)轉(zhuǎn)以平衡油溫為主，一般不得小于2小時(shí)，較高油溫不得超過(guò)80゜C，其不同軸承間的溫差不得高于15゜C。
齒輪箱的潤(rùn)滑
齒輪箱的潤(rùn)滑十分重要，良好的潤(rùn)滑能夠?qū)X輪和軸承起到足夠的保護(hù)作用。為此，必須高度重視齒輪箱的潤(rùn)滑問(wèn)題，嚴(yán)格按照規(guī)范保持潤(rùn)滑系統(tǒng)長(zhǎng)期處于狀態(tài)。齒輪箱常采用飛濺潤(rùn)滑或強(qiáng)制潤(rùn)滑，一般以強(qiáng)制潤(rùn)滑為多見。因此，配備的潤(rùn)滑系統(tǒng)尤為重要。電動(dòng)齒輪泵從油箱將油液經(jīng)濾油器輸送到齒輪箱的潤(rùn)滑管路，對(duì)各部分的齒輪和傳動(dòng)件進(jìn)行潤(rùn)滑，管路上裝有各種監(jiān)控裝置，確保齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中不會(huì)出現(xiàn)斷油。
在齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)前先啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵，待各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)都得到潤(rùn)滑后，間隔一段時(shí)間方可啟動(dòng)齒輪箱。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，例如小于10゜C，須先接通電熱器加機(jī)油，達(dá)到預(yù)定溫度后才投入運(yùn)行。若油溫高于設(shè)定溫度，如65゜C時(shí)，機(jī)組控制系統(tǒng)將使?jié)櫥瓦M(jìn)入系統(tǒng)的冷卻管路，經(jīng)冷卻器冷卻降溫后再進(jìn)入齒輪箱。管路中還裝有壓力控制器和油位控制器，以監(jiān)控潤(rùn)滑油的正常供應(yīng)。如發(fā)生故障。監(jiān)控系統(tǒng)將立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使操作者能迅速判定故障并加以排除。
對(duì)潤(rùn)滑油的要求應(yīng)考慮：1）減小摩擦和磨損，具有高的承載能力，防止膠合；2）吸收沖擊和振動(dòng)；3）防止疲勞點(diǎn)蝕；4）冷卻，防銹，抗腐蝕。不同類型的傳動(dòng)有不同的要求。風(fēng)力發(fā)電齒輪箱屬于閉式齒輪傳動(dòng)類型，其主要的失效形式是膠合與點(diǎn)蝕，故在選擇潤(rùn)滑油時(shí)，重點(diǎn)是保障有足夠的油膜厚度和邊界膜強(qiáng)度。因?yàn)樵谳^大的溫差下工作，要求粘度指數(shù)相對(duì)較高。為提高齒輪的承載能力和抗沖擊能力，適當(dāng)?shù)靥砑右恍O壓添加劑也有必要，但添加劑有一些副作用，在選擇時(shí)必須慎重。齒輪箱制造廠一般根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)研究推薦各種不同的潤(rùn)滑油，例如MOBIL632，MOBIL630或L-CKC320，L-CKC220GB5903-95齒輪油就是根據(jù)齒面接觸應(yīng)力和使用環(huán)境條件選用的。
在齒輪箱運(yùn)行期間，要定期檢查運(yùn)行狀況，看看運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)；有無(wú)振動(dòng)或異常噪音；各處連接和管路有無(wú)滲漏，接頭有無(wú)松動(dòng)；油溫是否正常。定期更換潤(rùn)滑油，及時(shí)次換油應(yīng)在首次投入運(yùn)行500小時(shí)后進(jìn)行，以后的換油周期為每運(yùn)行5，000-10，000小時(shí)。在運(yùn)行過(guò)程中也要注意箱體內(nèi)油質(zhì)的變化情況，定期取樣化驗(yàn)，若油質(zhì)發(fā)生變化，氧化生成物過(guò)多并超過(guò)一定比例時(shí)，就應(yīng)及時(shí)更換。
齒輪箱應(yīng)每半年檢修一次，備件應(yīng)按照正規(guī)圖紙制造，更換新備件后的齒輪箱，其齒輪嚙合情況應(yīng)符合技術(shù)條件的規(guī)定，并經(jīng)過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)與負(fù)荷試驗(yàn)后再正式使用。第六節(jié)齒輪箱常見故障及預(yù)防措施齒輪箱的常見故障有齒輪損傷、軸承損壞、斷軸和滲漏油、油溫高等。
一、齒輪損傷
齒輪損傷的影響因素很多，包括選材、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工、熱處理、安裝調(diào)試、潤(rùn)滑和使用維護(hù)等。常見的齒輪損傷有齒面損傷和輪齒折斷兩類。
（一）輪齒折斷（斷齒）
斷齒常由細(xì)微裂紋逐步擴(kuò)展而成。根據(jù)裂紋擴(kuò)展的情況和斷齒原因，斷齒可分為過(guò)載折斷（包括沖擊折斷）、疲勞折斷以及隨機(jī)斷裂等。
過(guò)載折斷總是由于作用在輪齒上的應(yīng)力超過(guò)其極限應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋迅速擴(kuò)展，常見的原因有突然沖擊超載、軸承損壞、軸彎曲或較大硬物擠入嚙合區(qū)等。斷齒斷口有呈放射狀花樣的裂紋擴(kuò)展區(qū)，有時(shí)斷口處有平整的塑性變形，斷口副常可拼合。仔細(xì)檢查可看到材質(zhì)的缺陷，齒面精度太差，輪齒根部未作精細(xì)處理等。在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取必要的措施，充分考慮預(yù)防過(guò)載因素。安裝時(shí)防止箱體變形，防止硬質(zhì)異物進(jìn)入箱體內(nèi)等等。
疲勞折斷發(fā)生的根本原因是輪齒在過(guò)高的交變應(yīng)力重復(fù)作用下，從危險(xiǎn)截面（如齒根）的疲勞源起始的疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，使輪齒剩余截面上的應(yīng)力超過(guò)其極限應(yīng)力，造成瞬時(shí)折斷。在疲勞折斷的發(fā)源處，是貝狀紋擴(kuò)展的出發(fā)點(diǎn)并向外輻射。產(chǎn)生的原因是設(shè)計(jì)載荷估計(jì)不足，材料選用不當(dāng)，齒輪精度過(guò)低，熱處理裂紋，磨削燒傷，齒根應(yīng)力集中等等。故在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮傳動(dòng)的動(dòng)載荷譜，挑選齒輪參數(shù)，正確選用材料和齒輪精度，充分保障加工精度消除應(yīng)力集中集中因素等等。
隨機(jī)斷裂的原因通常是材料缺陷，點(diǎn)蝕、剝落或其他應(yīng)力集中造成的局部應(yīng)力過(guò)大，或較大的硬質(zhì)異物落入嚙合區(qū)引起。
（二）齒面疲勞
齒面疲勞是在過(guò)大的接觸剪應(yīng)力和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)作用下，輪齒表面或其表層下面產(chǎn)生疲勞裂紋并進(jìn)一步擴(kuò)展而造成的齒面損傷，其表現(xiàn)形式有早期點(diǎn)蝕、破壞性點(diǎn)蝕、齒面剝落、和表面壓碎等。特別是破壞性點(diǎn)蝕，常在齒輪嚙合線部位出現(xiàn)，并且不斷擴(kuò)展，使齒面嚴(yán)重?fù)p傷，磨損加大，最終導(dǎo)致斷齒失效。正確進(jìn)行齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)，選擇好材質(zhì)，保障熱處理質(zhì)量，選擇合適的精度配合，提高安裝精度，改善潤(rùn)滑條件等，是解決齒面疲勞的根本措施。
（三）膠合
膠合是相嚙合齒面在嚙合處的邊界膜受到破壞，導(dǎo)致接觸齒面金屬融焊而撕落齒面上的金屬的現(xiàn)象，很可能是由于潤(rùn)滑條件不好或有干涉引起，適當(dāng)改善潤(rùn)滑條件和及時(shí)排除干涉起因,調(diào)整傳動(dòng)件的參數(shù)，清除局部載荷集中，可減輕或消除膠合現(xiàn)象。二、軸承損壞
軸承是齒輪箱中最為重要的零件，其失效常常會(huì)引起齒輪箱災(zāi)難性的破壞。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，套圈與滾動(dòng)體表面之間經(jīng)受交變負(fù)荷的反復(fù)作用，由于安裝、潤(rùn)滑、維護(hù)等方面的原因，而產(chǎn)生點(diǎn)蝕、裂紋、表面剝落等缺陷，使軸承失效，從而使齒輪副和箱體產(chǎn)生損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在影響軸承失效的眾多因素中，屬于安裝方面的原因占16%，屬于污染方面的原因也占16%，而屬于潤(rùn)滑和疲勞方面的原因各占34%。使用中70%以上的軸承達(dá)不到預(yù)定壽命。因而，重視軸承的設(shè)計(jì)選型，充分保障潤(rùn)滑條件，按照規(guī)范進(jìn)行安裝調(diào)試，加強(qiáng)對(duì)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)控是非常必要的。通常在齒輪箱上設(shè)置了軸承溫控報(bào)警點(diǎn)，對(duì)軸承異常高溫現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控，同一箱體上不同軸承之間的溫差一般也不超過(guò)15゜C，要隨時(shí)隨地檢查潤(rùn)滑油的變化，發(fā)現(xiàn)異常立即停機(jī)處理。三、斷軸
斷軸也是齒輪箱常見的重大故障之一。究其原因是軸在制造中沒(méi)有消除應(yīng)力集中因素，在過(guò)載或交變應(yīng)力的作用下，超出了材料的疲勞極限所致。因而對(duì)軸上易產(chǎn)生的應(yīng)力集中因素要給予高度重視，特別是在不同軸徑過(guò)渡區(qū)要有圓滑的圓弧連接，此處的光潔度要求較高，也不允許有切削刀具刃尖的痕跡。設(shè)計(jì)時(shí)，軸的強(qiáng)度應(yīng)足夠，軸上的鍵槽、花鍵等結(jié)構(gòu)也不能過(guò)分降低軸的強(qiáng)度。保障相關(guān)零件的剛度，防止軸的變形，也是提高軸的性的相應(yīng)措施。四、油溫高
齒輪箱油溫較高不應(yīng)超過(guò)80゜C，不同軸承間的溫差不得超過(guò)15゜C。一般的齒輪箱都設(shè)置有冷卻器和加熱器，當(dāng)油溫底于10゜C時(shí)，加熱器會(huì)自動(dòng)對(duì)油池進(jìn)行加熱；當(dāng)油溫高于65゜C時(shí)，油路會(huì)自動(dòng)進(jìn)入冷卻器管路，經(jīng)冷卻降溫后再進(jìn)入潤(rùn)滑油路。如齒輪箱出現(xiàn)異常高溫現(xiàn)象，則要仔細(xì)觀察，判斷發(fā)生故障的原因。首先要檢查潤(rùn)滑油供應(yīng)是否充分，特別是在各主要潤(rùn)滑點(diǎn)處，必須要有足夠的油液潤(rùn)滑和冷卻。再次要檢查各傳動(dòng)零部件有無(wú)卡滯現(xiàn)象。還要檢查機(jī)組的振動(dòng)情況，前后連接有否松動(dòng)等等。
發(fā)電機(jī)論文:發(fā)電機(jī)集電環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象分析論文
電刷在集電環(huán)上運(yùn)行時(shí)，在其接觸面上形成一層均勻、適度、穩(wěn)定的氧化膜，這是電機(jī)運(yùn)行良好的主要標(biāo)志之一。因?yàn)檫@層氧化膜的存在，改變了電刷與集電環(huán)的接觸特性、減少了摩擦、降低磨損、延長(zhǎng)使用壽命。氧化膜是一種復(fù)合薄膜，其組成成分與電刷型號(hào)及集電環(huán)的材料成分有關(guān)。氧化膜的正常厚度在8－100nm的范圍內(nèi)，一般為25nm.用電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，電刷與集電環(huán)接觸面是由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)相接觸，一般接觸面只有電刷總面積的千分之幾左右。接觸面積的大小，由電機(jī)的轉(zhuǎn)速、集電環(huán)材質(zhì)的硬度、加工精度、偏擺度、電刷的材質(zhì)、電刷上的壓力大小等因素來(lái)決定。
有研究發(fā)現(xiàn)，外加電壓小時(shí)，氧化膜絕緣，當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，氧化膜被擊穿。當(dāng)擊穿后，不管電流如何增加，由于導(dǎo)電點(diǎn)的增加、導(dǎo)電面積的擴(kuò)大，則接觸電壓保持恒定。
氧化膜具有非常好的潤(rùn)滑性能，電刷與集電環(huán)接觸表面起潤(rùn)滑作用的潤(rùn)滑層主要是石墨膜，這層石墨膜，將電刷與集電環(huán)分開，使摩擦在石墨潤(rùn)滑層間進(jìn)行，降低了摩擦系數(shù)，減少了摩擦熱的產(chǎn)生，減少了電刷的磨損。電刷的過(guò)熱故障，很多情況是由于氧化膜被破壞且無(wú)法重新建立導(dǎo)致的。
一、電刷及集電環(huán)常見故障的原因及解決辦法
電刷在運(yùn)行中最常見的故障為發(fā)熱、產(chǎn)生火花、嚴(yán)重的燒損電刷刷握及集電環(huán)。從產(chǎn)生過(guò)熱故障的原因看，主要有以下幾個(gè)方面：
1、由于通風(fēng)不良導(dǎo)致的發(fā)熱：通風(fēng)不良主要是因?yàn)槔鋮s風(fēng)道堵塞，集電環(huán)表面通風(fēng)溝、通風(fēng)孔堵塞、循環(huán)風(fēng)扇風(fēng)量下降等原因，尤其是當(dāng)運(yùn)行中集電環(huán)表面溫度過(guò)高時(shí)，導(dǎo)致電刷磨損加劇，碳粉積聚增加，有可能會(huì)堵塞上述集電環(huán)表面的散熱通道。因此在大小修時(shí)，應(yīng)對(duì)集電環(huán)表面通風(fēng)溝、孔以及冷卻風(fēng)道濾網(wǎng)進(jìn)行清理，保持通暢。對(duì)于經(jīng)過(guò)多次車削的集電環(huán)，如果集電環(huán)表面的通風(fēng)溝高度不到5mm，已經(jīng)車削到徑向限制孔時(shí)，就應(yīng)當(dāng)按照說(shuō)明書根據(jù)最小使用外徑進(jìn)行更換，以保障集電環(huán)的機(jī)械及散熱性。
2、由于接觸電阻過(guò)大或分布不均勻而產(chǎn)生的發(fā)熱：集電環(huán)和電刷是通過(guò)相互滑動(dòng)接觸導(dǎo)通勵(lì)磁電流的，根據(jù)容量及型號(hào)的不同，每個(gè)集電環(huán)上大約分布著數(shù)十只電刷，由于接觸電阻的不同，電流分配的差異，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱不均勻，有以下幾個(gè)原因：（1）電刷與滑環(huán)表面接觸電阻、電刷與刷辮接觸電阻、刷辮與刷架引線接觸電阻過(guò)大。可通過(guò)測(cè)量單個(gè)電刷總壓降、電刷接觸壓降、刷體壓降、聯(lián)結(jié)壓降、刷辮壓降進(jìn)行相互間對(duì)比來(lái)檢查。同時(shí)檢查回路中各螺絲是否緊固。檢查電刷接觸面的清潔程度，是否存在油污污染。（2）電刷壓力不均勻或不符合要求，可能有電刷過(guò)短、彈簧由于過(guò)熱變軟老化失去彈性等原因。應(yīng)使用彈簧秤檢查電刷壓力。恒壓彈簧應(yīng)完整無(wú)機(jī)械損傷，壓力應(yīng)符合其產(chǎn)品的規(guī)定，同一極上的彈簧壓力偏差不宜超過(guò)5％；非恒壓的電刷彈簧，有規(guī)定時(shí)壓力應(yīng)符合其產(chǎn)品的規(guī)定，當(dāng)無(wú)規(guī)定時(shí)，應(yīng)調(diào)整到不使電刷冒火的低壓力，一般為140－250g/cm2，同一刷架上每個(gè)電刷的壓力應(yīng)均勻。（3）集電環(huán)與轉(zhuǎn)子引線接觸電阻過(guò)大，這種情況應(yīng)對(duì)集電環(huán)與轉(zhuǎn)子引線間的緊固螺絲進(jìn)行加固。（4）電刷材質(zhì)不良、導(dǎo)電性能差、使用的型號(hào)不符合要求或者使用了不同型號(hào)的電刷。同一電機(jī)上應(yīng)使用同一型號(hào)、同一制造廠的電刷，對(duì)于外觀檢查有明顯差異的電刷應(yīng)更換。
3、由于機(jī)械及摩擦等原因造成的過(guò)熱：集電環(huán)與電刷過(guò)熱故障中，很大一部分是由于機(jī)械及摩擦等原因?qū)е碌倪^(guò)熱，如果在開機(jī)時(shí)還未加勵(lì)磁，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)集電環(huán)與電刷溫度高，或者在運(yùn)行中溫度過(guò)高，拔出幾只電刷后，溫度反而降低，那就基本可以肯定是由于機(jī)械及摩擦原因?qū)е碌摹C(jī)械及摩擦導(dǎo)致發(fā)熱的情況很復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)方面：（1）電刷接觸面研磨不良或運(yùn)行中一次更換過(guò)多的電刷。運(yùn)行中更換電刷，在同一時(shí)間內(nèi)，每個(gè)刷架上只允許更換1－2個(gè)電刷。換上的新電刷應(yīng)事先在與集電環(huán)直徑相同的模型上研磨好，且新舊牌號(hào)須一致。如果在大修時(shí)一次更換的電刷很多，應(yīng)當(dāng)在投運(yùn)前沖轉(zhuǎn)時(shí)，為電刷表面形成氧化膜留夠充足的時(shí)間。（2）電刷與集電環(huán)接觸面過(guò)小，接觸面積一般不應(yīng)小于單個(gè)電刷截面的75％。（3）電刷在刷盒中搖擺或動(dòng)作卡澀。電刷在刷握內(nèi)應(yīng)能上下自由移動(dòng)，其間隙應(yīng)符合產(chǎn)品的規(guī)定，當(dāng)無(wú)規(guī)定時(shí)，其間隙可為0.10－0.20mm.電刷外形要方正，上下端尺寸誤差不得大于0.05mm.（4）刷握與集電環(huán)表面間隙過(guò)大。由于電刷材質(zhì)較脆，當(dāng)刷握與集電環(huán)表面間隙過(guò)大時(shí)，運(yùn)行中電刷不能整體接觸集電環(huán)，與集電環(huán)呈斜面接觸，容易造成電刷崩裂的情況。刷握與集電環(huán)表面的間隙應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)要求，當(dāng)產(chǎn)品無(wú)規(guī)定時(shí)，其間隙可調(diào)整為2－3mm.調(diào)整間隙時(shí)，可使用一層2－3mm厚的橡膠墊附在集電環(huán)表面，將刷握抵到橡膠墊上，然后上緊定位螺絲，取出橡膠墊
二、幾起集電環(huán)、電刷故障的分析及建議
1、加強(qiáng)對(duì)電刷表面氧化膜的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)建其形成和正常工作的條件：近期發(fā)生的幾起故障，主要原因是因?yàn)殡娝⒈砻娴难趸?rùn)滑層無(wú)法形成，氧化膜的形成需要一些條件，當(dāng)條件不滿足時(shí)，氧化膜無(wú)法形成或形成不良，主要有以下幾個(gè)原因：（1）溫度過(guò)高：電刷的氧化膜一般在70℃左右較易形成，當(dāng)集電環(huán)、電刷出現(xiàn)過(guò)熱故障時(shí)，通常溫度都在150℃以上，此時(shí)即便換上新的電刷，氧化膜也不易形成，無(wú)法起到潤(rùn)滑作用，電刷磨損將加劇，導(dǎo)致溫度繼續(xù)升高，成為惡性循環(huán)。此時(shí)可采取外部強(qiáng)迫降溫的方法，譬如涂抹凡士林、大功率風(fēng)扇通風(fēng)等手段，使集電環(huán)溫度降到正常范圍內(nèi)，持續(xù)一段時(shí)間，讓電刷表面氧化膜逐漸形成，使之進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)。（2）冷卻空氣中有污染性雜質(zhì)：空氣中的雜質(zhì)對(duì)電刷表面氧化膜的形成將帶來(lái)不利影響，這些雜質(zhì)包括：硫化物或鹵族元素的腐蝕性氣體、空氣中油氣混合物、粉塵、鐵屑、鐵銹粉塵、碳粉等其他雜質(zhì)。電刷磨損時(shí)，本身會(huì)產(chǎn)生碳粉的粉塵雜質(zhì)，可采用在刷架罩冷卻通風(fēng)循環(huán)通道上安裝過(guò)濾裝置來(lái)改善刷架罩內(nèi)的空氣質(zhì)量。（3）空氣濕度太低或含氧量太低：電刷表面氧化膜的形成需要空氣中有一定的水分含量，即空氣濕度不能太低，但也不能太高。另外，氧化膜的形成主要與空氣中的氧氣發(fā)生氧化作用而產(chǎn)生，當(dāng)含氧量過(guò)低時(shí)也不利于氧化膜的形成。
氧化膜無(wú)法形成或形成不良除與上述因素有關(guān)外，還有電刷過(guò)度研磨、使用溶劑進(jìn)行擦拭、集電環(huán)表面光潔度不良以及碳刷材質(zhì)不合格等原因。
2、電刷及刷架產(chǎn)品在選購(gòu)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量：目前同一品牌的電刷，都是在各個(gè)不同的地方、不同的工廠加工的。這就要求我們?cè)谶M(jìn)貨過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)生產(chǎn)廠家的工藝和質(zhì)量檢測(cè)手段及程序進(jìn)行了解。
3、生產(chǎn)運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)集電環(huán)及電刷的維護(hù)管理：加強(qiáng)電刷、集電環(huán)系統(tǒng)的專職維護(hù)制度，提高專責(zé)人的技術(shù)水平，嚴(yán)格按照《汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程》的要求對(duì)集電環(huán)、電刷進(jìn)行檢查和運(yùn)行維護(hù)，一次更換電刷的數(shù)量要嚴(yán)格控制。另外要積極運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行集電環(huán)、電刷日常的巡檢檢查以及對(duì)故障部位有懷疑時(shí)作為輔助分析的工具。
另外，本次會(huì)議還就定子絕緣引水管結(jié)垢提出分析建議：
1、當(dāng)發(fā)現(xiàn)絕緣引水管結(jié)垢很嚴(yán)重時(shí)，或者已經(jīng)影響到常規(guī)預(yù)試結(jié)果時(shí)，建議全部更換新的絕緣引水管。
2、發(fā)電機(jī)每次大修結(jié)束后，開機(jī)前定子水系統(tǒng)應(yīng)使用除鹽水進(jìn)行帶壓力反復(fù)沖洗，直至排水清澈無(wú)顆粒，電導(dǎo)率合格。
3、發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行期間累積運(yùn)行時(shí)間達(dá)到兩個(gè)月遇有停機(jī)機(jī)會(huì)時(shí)，對(duì)定、轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗。
4、完善發(fā)電機(jī)整個(gè)冷卻水系統(tǒng)，應(yīng)盡可能使其密閉循環(huán)，運(yùn)行中水質(zhì)含銅量高，絕緣引水管內(nèi)壁臟污結(jié)垢主要成分為銅，是因?yàn)樗凡幻荛]，長(zhǎng)期氧化腐蝕銅管導(dǎo)致。
5、加強(qiáng)運(yùn)行中水質(zhì)監(jiān)控，內(nèi)冷水質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)程執(zhí)行。
6、對(duì)于水系統(tǒng)問(wèn)題的解決應(yīng)主要從平時(shí)運(yùn)行維護(hù)抓起，各專業(yè)間應(yīng)進(jìn)行必要的溝通交流，對(duì)相互專業(yè)交叉知識(shí)部分應(yīng)當(dāng)有一定的了解。發(fā)電機(jī)是一個(gè)綜合設(shè)備，關(guān)系到很多的專業(yè)層面，在某一個(gè)專業(yè)看來(lái)很重要的問(wèn)題，也許并不能得到其他專業(yè)的重視，這就對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成了很多隱患。