水轮发电机转子磁极典型故障的电磁力和定子振动特性

武玉才; 顾晨霏; 冷天先; 字中纬; 文磊

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水轮发电机转子磁极典型故障的电磁力和定子振动特性

更新时间：2026-06-18

- 水轮发电机转子磁极典型故障的电磁力和定子振动特性
- Issue 3, Pages: 8-18(2026)
- 作者机构：
  
  1. 华北电力大学燕赵电力实验室
  2. 华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： TV734.2
- Published：2026
- 稿件说明：
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武玉才, 顾晨霏, 冷天先, et al. 水轮发电机转子磁极典型故障的电磁力和定子振动特性[J]. 2026, (3): 8-18.
DOI：

武玉才, 顾晨霏, 冷天先, et al. 水轮发电机转子磁极典型故障的电磁力和定子振动特性[J]. 2026, (3): 8-18. DOI：

摘要

水轮发电机的定子低频振动对机组危害较大，针对传统有限元法求解发电机不对称磁场时间长、效率低等问题，本文开展了基于等效磁网络法的水轮发电机磁场、分布电磁力和振动特性研究。首先推导了水轮发电机正常与转子磁极不圆度、磁极绕组匝间短路故障下定子某点磁场及电磁力波的表达式，获得了故障的电磁力特征谐波，随后以一台容量为777.8 MVA的巨型水轮发电机为例，搭建了发电机计及铁芯饱和的等效磁网络模型，计算了转子单个磁极凸起、连续磁极凸起、间隔磁极凸起、磁极外缘呈正弦排布等典型不圆度故障和单个磁极、连续磁极、间隔磁极转子绕组匝间短路的空间电磁力分布规律，进一步建立了水轮发电机定子铁芯振动求解方程，得到了不同故障状态下的定子低频振动特征，验证了理论分析的正确性。论文提出一种高效的水轮发电机定子低频振动计算方法并研究建立了水轮发电机转子磁极不圆度、磁极绕组匝间短路与定子低频振动的量化联系，为磁极圆度调整、故障检测提供了仿真工具和基础支撑。

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