一種同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)發(fā)展的需求，海上石油生產(chǎn)裝置FPS0(Floating Product1n Storageand Offloading-中文是海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船)在生產(chǎn)中用電負(fù)荷持續(xù)增加，超出了油輪上設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)的額定供電能力。但現(xiàn)有可以滿足用電需求的大容量發(fā)電機(jī)不僅存在體積大、重量沉、無法和原動(dòng)機(jī)匹配安裝等問題，而且油輪FPSO的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配位的船體甲板空間、承重、剛度有限，如果更換成大容量發(fā)電機(jī)對(duì)油輪FPSO結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生安全隱患，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)超標(biāo)等問題。因此，迫切需要在不改變?cè)型酵箻O發(fā)電機(jī)外形尺寸和轉(zhuǎn)軸的情況下將同步凸極發(fā)電機(jī)擴(kuò)大發(fā)電容量，以滿足油輪FPSO在生產(chǎn)的用電需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服FPSO的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配位的船體甲板承重與剛度有限而不能將原有同步凸極發(fā)電機(jī)更換成大容量發(fā)電機(jī)這一缺陷，提供一種將原有同步凸極發(fā)電機(jī)通過改造擴(kuò)容的方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容方法，在不改變同步凸極發(fā)電機(jī)外形尺寸及轉(zhuǎn)軸的情況下擴(kuò)大同步凸極發(fā)電機(jī)的容量，包括以下步驟:
步驟一:定子繞組改造，根據(jù)原定子鐵芯的槽形尺寸、繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)的增加容量所需要繞組流過的最大電流，確定新定子繞組的導(dǎo)線截面和線圈匝數(shù)，制作新定子繞組；
步驟二:定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯改造，不改變?cè)ㄗ予F芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯，根據(jù)勵(lì)磁電流、磁通密度、同步凸極發(fā)電機(jī)的內(nèi)部空間以及步驟一確定的新定子繞組參數(shù)，分別確定原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯需要增加的尺寸，按照原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)制作定子鐵芯迭片和轉(zhuǎn)子鐵芯迭片，將新定子鐵芯迭片和新轉(zhuǎn)子鐵芯迭片分別配裝在原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯上；
步驟三:轉(zhuǎn)子繞組改造，根據(jù)繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)的增加容量需要繞組流過的最大電流、制作工藝，確定新轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線截面、線圈匝數(shù)以及線圈路數(shù)，制作新轉(zhuǎn)子繞組；
步驟四:將新定子繞組、新轉(zhuǎn)子繞組配裝在步驟二中改造完成的定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯上，與原有的同步凸極發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)、轉(zhuǎn)軸、冷卻器、機(jī)座、軸承進(jìn)行配裝，即完成同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容改造。
[0005]本發(fā)明有益效果在于改造原有同步凸極發(fā)電機(jī)，通過重新設(shè)計(jì)和更換定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組，加長定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯，使得同步凸極發(fā)電機(jī)可以不改變外形尺寸和轉(zhuǎn)軸達(dá)到擴(kuò)容的目的；同時(shí)，擴(kuò)容后的發(fā)熱量增幅不大，原有的冷卻器完全可以滿足散熱需求;對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)容方法流程圖。
[0007]圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例改造前的同步凸極發(fā)電機(jī)裝配圖。
[0008]圖中:101、102、103、104為擴(kuò)容方法的步驟;2、定子;3、轉(zhuǎn)子;4、勵(lì)磁機(jī);5、軸承;6、冷卻器;7、轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0009]參照附圖1至附圖2介紹本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0010]—種同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容方法，不改變同步凸極發(fā)電機(jī)外形尺寸及轉(zhuǎn)軸，通過改造同步凸極發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得其擴(kuò)大發(fā)電容量。包括以下步驟:
步驟一(101):定子繞組改造，同步凸極發(fā)電機(jī)擴(kuò)容，需要允許定子繞組流過更大的電流，也就是要增大導(dǎo)線截面，由于定子(2)上的定子鐵芯的槽形尺寸有限，因此增大導(dǎo)線截面則需要減少定子繞組的匝間絕緣厚度和/或減少定子繞組的線圈匝數(shù);在定子繞組的匝間絕緣與對(duì)地絕緣現(xiàn)不能減薄的情況下，只有減少線圈匝數(shù)。根據(jù)原定子鐵芯的槽形尺寸、繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)的增加容量所需要繞組流過的最大電流，確定新定子繞組的導(dǎo)線截面和線圈匝數(shù)，制作新定子繞組。
[0011]步驟二(102):定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯改造，步驟一(101)中采用減少線圈匝數(shù)來給增大導(dǎo)線截面提供空間，減少線圈匝數(shù)會(huì)使鐵芯磁通密度大幅增加，導(dǎo)致勵(lì)磁功率增加，需要加長定子(2)上的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子(3)上的轉(zhuǎn)子鐵芯的長度來避免磁通密度增長;不改變?cè)ㄗ予F芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)，根據(jù)勵(lì)磁電流、磁通密度、同步凸極發(fā)電機(jī)的內(nèi)部空間以及步驟一(101)確定的新定子繞組參數(shù)，分別確定原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯需要增加的尺寸，按照原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)制作定子鐵芯迭片和轉(zhuǎn)子鐵芯迭片，將新定子鐵芯迭片和新轉(zhuǎn)子鐵芯迭片分別配裝在原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯外圍邊上。
[0012]同步凸極發(fā)電機(jī)不能改變外形尺寸使得其內(nèi)部空間有限，為了給通風(fēng)散熱提供空間，鐵芯的尺寸不能加長太多，需要繞組將線圈節(jié)距增大槽節(jié)距，有利于增加繞組系數(shù)，從而增加有效匝數(shù)。這樣，鐵芯長度可以少增加一些。
[0013]步驟三(103):轉(zhuǎn)子繞組改造，根據(jù)繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)的增加容量需要繞組流過的最大電流、制作工藝，確定新轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線截面、線圈匝數(shù)以及線圈路數(shù)，制作新轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)線截面增加太大，工藝較難做，采用減少轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)線截面，線圈分2路繞在轉(zhuǎn)子鐵芯上繞16層，每層繞10匝，每路2只線圈面對(duì)面接法，避免磁極之間的磁通路不均勻并引起電磁振動(dòng)。
[0014]步驟四(104):將新定子繞組、新轉(zhuǎn)子繞組配裝在步驟二(102)中改造完成的定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯上，與原有的同步凸極發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)(4)、轉(zhuǎn)軸(7)、冷卻器(6)、機(jī)座、軸承
(5)進(jìn)行配裝，即完成同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容改造。
[0015]本方法在改造本實(shí)施例的同步凸極發(fā)電機(jī)中，將該同步凸極發(fā)電機(jī)擴(kuò)大了15%的容量，不同的同步凸極發(fā)電機(jī)通過本方法改造后可擴(kuò)大的容量值是不同。本實(shí)施例中沒有改變同步凸極發(fā)電機(jī)外形尺寸和轉(zhuǎn)軸，改造了定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組和加長了定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯，改造后整體增加不到7%的重量，使油輪FPSO的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配位的船體甲板可以承受改造后的同步凸極發(fā)電機(jī)，避免增加安全隱患;改造后的同步凸極發(fā)電機(jī)發(fā)熱量增加較少，原冷卻器的散熱性能足夠滿足散熱需求。
[0016]以上所述并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上的實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容方法，其特征在于，在不改變同步凸極發(fā)電機(jī)外形尺寸及轉(zhuǎn)軸的情況下擴(kuò)大同步凸極發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量，包括以下步驟: 步驟一:定子繞組改造，根據(jù)原定子鐵芯的槽形尺寸、繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)增加容量所需要繞組流過的最大電流，確定新定子繞組的導(dǎo)線截面和線圈匝數(shù)，制作新定子繞組； 步驟二:定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯改造，不改變?cè)ㄗ予F芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯，根據(jù)勵(lì)磁電流、磁通密度、同步凸極發(fā)電機(jī)的內(nèi)部空間以及步驟一確定的新定子繞組參數(shù)，分別確定原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯需要增加的尺寸，按照原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)制作定子鐵芯迭片和轉(zhuǎn)子鐵芯迭片，將新定子鐵芯迭片和新轉(zhuǎn)子鐵芯迭片分別配裝在原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯上； 步驟三:轉(zhuǎn)子繞組改造，根據(jù)繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)的增加容量需要繞組流過的最大電流、制作工藝，確定新轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線截面、線圈匝數(shù)以及線圈路數(shù)，制作新轉(zhuǎn)子繞組； 步驟四:將新定子繞組、新轉(zhuǎn)子繞組配裝在步驟二中改造完成的定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯上，與原有的同步凸極發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)、轉(zhuǎn)軸、冷卻器、機(jī)座、軸承進(jìn)行配裝，即完成同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容改造。
【專利摘要】一種同步凸極發(fā)電機(jī)的擴(kuò)容方法，包括以下步驟：一：根據(jù)原定子鐵芯的槽形尺寸、繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求及同步凸極發(fā)電機(jī)的增加容量需求，計(jì)算繞組流過的最大電流，確定新的定子繞組的導(dǎo)線截面和線圈匝數(shù)；二：根據(jù)勵(lì)磁電流、磁通密度、同步凸極發(fā)電機(jī)的內(nèi)部空間以及步驟一確定的新定子繞組參數(shù)，分別確定原定子鐵芯和原轉(zhuǎn)子鐵芯需要增加的尺寸；三：根據(jù)繞組的熱負(fù)荷、繞組匝間的絕緣要求、同步凸極發(fā)電機(jī)增加容量需要繞組流過的最大電流、制作工藝，確定新轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線截面、線圈匝數(shù)和線圈路數(shù)；四：將新定子繞組、新轉(zhuǎn)子繞組配裝在步驟二中改造完成的定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯上，與原有的勵(lì)磁機(jī)、轉(zhuǎn)軸、冷卻器、機(jī)座、軸承進(jìn)行配裝。
【IPC分類】H02K15/02, H02K15/04
【公開號(hào)】CN105634216
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610091746
【發(fā)明人】李雄, 韋海明, 葉冠群, 張思沅, 張繼遠(yuǎn), 李衛(wèi)團(tuán), 張龍, 曹明勇, 潘金輝, 李曉磊
【申請(qǐng)人】東莞市富源實(shí)業(yè)有限公司, 中海石油(中國)有限公司湛江分公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日