考虑静偏心时永磁发电机局部失磁下定子振动特性

摘要

通过理论推导、有限元计算和实验验证，分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是，提出了一种新的发电机局部失磁模型，并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况下的气隙磁密，推导出定子所受单位面积磁拉力的表达式，然后在一台四对极永磁同步发电机上进行有限元仿真计算和实验验证，理论、仿真与实验结果基本吻合。结果表明，正常情况下定子振动只有偶数倍频成分，静偏心故障不会引入新频率成分，但会增大定子振动各频率幅值。发生局部失磁故障时，出现新的分数倍频成分(f/4、f/2、3f/4……),原有的偶数倍频幅值基本不变。复合故障下也出现分数倍频成分，且失磁程度一致时，偶数倍频幅值随着偏心故障的加剧而增大，分数倍频幅值基本不变。偏心程度一定时，随着局部失磁故障的加剧，偶数倍频幅值基本不变，分数倍频幅值增大。

关键词

永磁同步发电机 / 气隙静偏心 / 局部失磁 / 定子振动 / 有限元计算

基金资助

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(E2020502032); 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)