大型发电机定子槽内振动火花放电机理

大型发电机定子槽内"振动火花放电"的破坏程度远大于局部放电,因此对该放电的产生原因和所需条件进行了研究。首先应用分布式电容模型及主磁通模型对振动火花放电的机理进行了理论分析,并对线棒槽内中部和端部防晕层表面的感应电压、接地电流进行了理论计算和实验验证,明确了振动火花放电发生的原因;然后搭建了模拟定子槽内振动火花放电的实验平台,通过实验研究了振动火花放电产生所需的感应电压、接地电流的条件,得到了近似为负指数关系的电压电流特性曲线;最后,综合上述理论分析及实验结果,对防晕层电阻率的优化选取进行了计算,得到了能较好抑制定子槽内放电的防晕层电阻率的取值范围,如600MW大型汽轮发电机的防晕层表面电阻率的选取范围建议为7.2～18.9kΩ。

工作液超声振动辅助电火花小孔加工装置设计与试验

电火花加工小孔存在电蚀产物排出效率低导致加工效率低、电蚀产物排除导致二次放电现象影响加工精度等问题,而超声振动在工作液中产生空化效应和泵吸作用,能大幅提高电火花的排屑和消电离能力,进而在很大程度上减少上述问题的发生。设计一套工作液超声振动辅助电火花小孔加工装置,主要包括主轴系统、微三维运动平台、超声振动工作液槽和数据采集系统,其中主轴系统包括NSK电主轴、引电结构、工具电极装夹结构,可以实现工具电极的高速旋转;基于LabVIEW开发了电火花小孔加工控制系统,主要包括初始化模块、粗定位模块、恒电压对刀模块、实时电压分段控制加工模块和实时显示模块。开展了工作液超声振动辅助电火花小孔加工试验研究,试验结果表明:随电火花加工电压的增加,工件材料去除率和电极损耗率都趋于增大。

电火花振动沉积TiC功能涂层的显微组织与性能

为了提高镀锌钢板点焊电极的寿命,以TiC为沉积材料,在铬锆铜球型点焊电极表面进行了电火花振动沉积功能涂层的工艺试验,研究了首次单点沉积、限时沉积、清洗前处理、扩散后处理等方法获得功能层的显微组织与性能。结果表明,首次单点沉积后功能层呈溅射状,类似树枝晶。限时沉积后材料由强化层、过渡层、热影响区、基体组成。强化层结构致密、硬度很高;过渡层有微孔及微裂纹,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合。通过清洗前处理可改善过渡层的显微组织,而不影响功能层硬度;而扩散后处理改善了过渡层的组织,但降低了功能层的硬度与厚度。

工件超声振动电火花复合加工技术的研究

采用正交试验和信噪比两种分析方法,并基于BP神经网络,研究了工件超声振动电火花复合加工技术的两个重要方面:工艺参数优化和工艺预测模型。研究了间隙电压、峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔对表面粗糙度及加工时间的影响,得到了基于试验数据的预测模型。结果表明,对表面粗糙度影响最大的电参数是峰值电流,然后依次为间隙电压、脉冲间隔、脉冲宽度,最优参数组为间隙电压65V,峰值电流2A,脉冲宽度5μs,脉冲间隔70μs;对加工速度影响最大的电参数是峰值电流,然后依次为脉冲宽度、间隙电压、脉冲间隔,最优参数组为间隙电压65 V,峰值电流8 A,脉冲宽度50μs,脉冲间隔10μs。通过信噪比分析得到的结果与正交试验分析得到的结果基本相同,但信噪比分析的结果比正交试验分析的结果稳定性得到提高。

超声振动辅助电火花微孔加工研究进展

超声振动辅助电火花(UVE)微孔加工作为一种特种复合加工技术,是提高难加工材料微孔加工性能的有效途径之一。在UVE微孔加工中,根据超声振动作用形式不同,可分为电极振动、工件振动和工作液振动3种微孔加工方式。电极振动的UVE微孔加工中,超声频率一般为20~40kHz,超声振幅为5μm左右,材料去除率可提高40%~60%,可加工深径比最大接近30的微孔。工件振动的UVE微孔加工中,超声频率大多小于30kHz,超声振幅小于10μm,材料去除率可提高40%左右,微孔锥度降低30%左右。工作液振动的UVE微孔加工中,超声频率一般大于40kHz,超声振幅大于5μm,材料去除率最大可提高33倍,孔壁粗糙度可达Ra0.2μm。对3种类型的UVE微孔加工的研究成果进行了总结与分析,探讨了3种类型的UVE微孔加工机理以及存在的问题,对比了3种振动类型的UVE微孔加工特点以及适用范围,并对UVE微孔加工发展趋势进行了展望。

振动火花和局部放电引起的发电机定子线棒劣化

本文介绍振动火花和局部放电引起的发电机定子绕组劣化的观察结果,(振动火花也称火花电蚀)。介绍两种劣化机制的实际见证(根据拆下的定子线棒),讨论每种劣化机制的根源,以及彼此之间的明显差异。最严重损坏定子线棒绝缘的损坏机制是振动火花,但局部放电的证据也往往存在。这两种劣化机制在现代大型、高压、空冷发电机中都是常见的。两种故障机制之间的外观模式有明显的差异。绕组内窥检查可发现破坏程度的迹象。对这些发电机拆下的线棒绝缘损坏情况进行了仔细检查,并用内窥作相关的检查。通过肉眼观察、高倍率摄影、解剖和评估介绍了劣化机制,绝缘损坏与机组运行小时数有关。利用大量检查结果可以回归一条曲线,表示故障时间线。这些大型、空冷发电机大多数在第一个10年运行期内都出现故障或不得不重绕。通常发电机定子绕组绝缘系统可连续运行30年或更长的时间。这些现代的环氧云母绝缘系统因振动火花和局部放电过早出现故障。本文介绍了绝缘劣化的根源,以及解决这一问题快速有效的方案。

槽放电和振动火花对大型发电机定子绕组寿命的影响

槽放电早已是一种众所周知的定子绕组绝缘失效机理。但是振动火花可导致快速失效，并且具有许多槽放电的特点，却鲜为人知。本文逐一介绍了三种槽放电和振动火花的过程，每种都给出实例。还给出在定子绕组发生失效之前检测和区分出这些过程的方法。并且介绍了关于可能的修复方案（简称重绕）的导则。

动态链接库在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统中的应用研究

在超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制研究中,解决IPC与PMAC间的通讯问题对采用工业PC与PMAC的多CPU控制结构来实现开放式控制的系统而言是十分必要的。将动态链接库应用于超声振动辅助电火花-磨削复合加工智能控制系统,采用Windows平台下的编程语言VC++6.0,调用Pcomm32应用程序通讯驱动器中动态链接库的库函数,实现IPC与PMAC间的通讯功能。对实现大型的应用控制系统来说,此法简便,具有良好的开放性和扩展性,能满足开发要求;提高了系统开发效率,节约了系统资源。

超声表面强化技术的研究进展

介绍了目前发展较为成熟的几种超声表面强化技术,如超声喷丸、超声挤压、超声滚压和超声振动辅助电火花脉冲放电等的基本原理、技术特点和研究进展,指出了各类超声表面强化技术研究中尚待解决的问题,并提出了超声表面强化技术的发展趋势。

20kV级水氢冷汽轮发电机定子绕组防晕设计的优化

本文以宁海电厂600MW发电机定子绕组端部烧蚀问题的原因分析及处理措施为例,从技术标准及定子绕组防晕设计原理出发,阐述了20k V级水氢冷发电机定子绕组槽部、端部防晕的设计优化。

发电机定子线棒层间垫条缺陷引起的绝缘击穿分析

针对某空冷型燃气轮发电机定子绕组在交流耐压试验过程中绝缘击穿的问题,发现均为上层线棒层间垫条侧的窄面绝缘击穿。通过测量槽楔的松紧度和层间半导体垫条的厚度,以及观察线棒表面绝缘的情况,推断出线棒绝缘击穿的最初原因是层间搭接式垫条接头厚度偏薄。层间垫条缺陷导致上层线棒与层间垫条之间形成空气间隙,并造成中间的槽楔松动。发电机运行时,线棒径向振动较大,造成线棒发生电腐蚀和振动磨损。线棒绝缘在两者的共同作用下不断劣化,最终在交流耐压试验中击穿。最后提出用整条式长垫条代替搭接式垫条的方法解决垫条接头厚度偏薄的问题,能更有效保护线棒绝缘。

大型空冷高压电机的检查、维修和重绕经验

自上世纪50年代初，直N80年代，原始设备制造商不断生产出力越来越高的发电机。大型氢冷机组，有时线圈采用水冷，进入大规模生产阶段。小型空冷电机起初不是重点。到了1980年代末到1990年代，小型、性价比高的机组成为焦点。可以用很低的成本快速生产的机组成为新的趋势。自然地，空冷的成本低于氢冷。随着新的绝缘材料和设计方法的改进，可以实现所期望的额定容量。较小的空冷发电机数量增加，出力也增加。空冷发电机目前可以产出400MW。与上世纪七、八十年代达到极限的氢冷机组一样，较大型的空冷电机也开始出现自身独有的问题。尽管开始的想法是空冷发电机需要较少维护、成本低、容易投入运行，但是在过去的十年中所需要的维护量大大超出了期望值。更频繁的检修以及由于过早失效而重绕是必要的。在这些较新的大型空冷发电机上，主要的失效模式有：（1）火花腐蚀，有时被称为振动火花。（2）局部放电（3）相引线和端部绕组振动（4）极间连接线断裂本文详细介绍了每个特有的失效机理，并针对每个失效模式详细讨论了检修和重绕问题。