Електромагнітні процеси у демпферній системі роторів гідрогенераторів при нерівномірності повітряного проміжку

Abstract

Зазначено, що за тривалої експлуатації потужних гідрогенераторів виникає нерівномірність повітряного проміжку між статором і ротором, внаслідок чого в полюсах ротора спостерігаються пульсації магнітного потоку, а в стержнях демпферної системи ротора протікають індуковані струми. Розподіл струмів між стержнями є нерівномірним, що спричиняє значні термомеханічні деформації демпферної системи та пульсуючі електромагнітні сили, що діють на її стержні. Оскільки відомі технічні заходи для підтримки рівномірності проміжку в гідрогенераторах є недостатньо ефективними, необхідно удосконалення демпферних систем для підвищення їх стійкості. Розроблено нову математичну модель, проаналізовано фізичні процеси та виявлено основні причини підвищеної пошкоджуваності демпферної системи за наявності ексцентриситету ротора. Запропоновано технічні рішення, які суттєво зменшують термомеханічні деформації та пульсуючі сили в стержнях ротора.

При длительной эксплуатации мощных гидрогенераторов возникает неравномерность зазора между статором и ротором, в результате чего в полюсах ротора возникают пульсации магнитного потока, а в стержнях демпферной системы протекают индуцированные токи. Распределение токов между стержнями неравномерно, что вызывает термомеханические деформации демпферной системы и пульсирующие электромагнитные силы, действующие на ее стержни. Поскольку известные меры по поддержанию равномерности зазора недостаточно эффективны, необходимо усовершенствование демпферных систем для повышения их устойчивости. Разработана новая математическая модель, проанализированы физические процессы и установлены основные причины повышенной повреждаемости демпферной системы при наличии эксцентриситета ротора. Предложен ряд технических решений, которые существенно уменьшают термомеханические деформации и пульсирующие силы в стержнях ротора.

With prolonged use of powerful hydro generators appears uneven air gap between the stator and rotor. It resulting in pulsation of the magnetic flux in the rotor poles, and in the rotor bars flow induced currents. The distribution of induced current between the rods is uneven. It’s causing extensive thermo mechanical deformations of the rods and appears pulsating electromagnetic forces, acting on rods. Known technical measures for maintaining uniformity of air gap in hydro generators are not effective. Therefore it is necessary improvements of the system rods of rotor of hydro generators to enhance its resilience. A new mathematical model was worked, the physical processes were analyzed and the main causes of damage of the rotor damper system with the presence of the rotor eccentricity were researched. A number of technical solutions for significantly reducing the negative thermo mechanical deformations and pulsating forces in the rotor rods was proposed.