一种消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置的制作方法

1.本实用新型属于水轮发电机技术领域，具体涉及一种消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置。


背景技术：

2.水轮发电机转子及附属设备属于高转速运转设备，其转动部分的任何部件松动飞出，都可能发生严重的发电机烧损事故，为防止发电机在启动过程中磁极线圈在离心力的作用下，沿着切线方向产生有害变形，防止因磁极线圈松动而破坏线圈的绝缘，在大型凸极同步发电机转子磁极间设有支撑块。如图1和图2所示，极间支撑块2由两根极间支撑块锁紧螺杆1固定至支撑座4上，支撑座4由一根第一螺杆5固定在磁轭8上，调整块3用于根据安装尺寸现场配置，使极间支撑块2与两侧磁极紧密贴合；磁极10的磁极鸽尾9卡入磁轭8鸽尾槽内，磁极键7打入（过盈配合）磁极鸽尾9和磁轭鸽尾槽间。
3.近几年，随着巨型机组投产发电，出现因转子磁极动态气隙不均匀导致的发电机定子低频振动偏大问题，其中糯扎渡采取了在机坑内开展磁极气隙调整（转子不吊出机坑）等方法，取得了良好效果。磁极气隙的调整，是通过调整磁极与磁轭间的垫片6厚度来实现。
4.对于采用鸽尾式固定的磁极，如图2，由于鸽尾与磁轭的触面与径向方向存在夹角α，当磁极垫片厚度调整后，对应磁极会产生周向位移，该磁极与位移向的相邻磁极间距变小。由于极间支撑块外缘与径向存在夹角β，极间支撑块需沿径向向外移动才能留出磁极位移空间，必然在极间支撑块与磁极或与固定座、调整块间产生的间隙。需极间支撑块向外移动距离l=kh，h为磁极垫片厚度变化值，k为极间支撑块调整系数，k=0.5tan（π
‑
α）tan（π
‑
β），若α=60
°
，β=4
°
，则k=0.5tan30
°
tan86
°
=4.128，即磁极垫片厚度每增加1mm，极间支撑块需向外移动4.128mm。根据磁极气隙调整经验，通常磁极垫片厚度调整量在2mm以内。
5.在机坑内开展磁极调整后，因极间支撑块长度（通常250mm
‑
350mm）较发电机转子与定子间距（50mm以内）大得多，不具备拆卸极间支撑块和调整块的条件，无法通过加工极间支撑块或调整块的方法消除产生的间隙。如不采取措施，极间支撑块不能可靠锁定在磁轭上，机组运行过程中，存在支撑块拉紧螺杆疲劳断裂的风险，可能发生极间支撑块及附件甩出导致发电机扫堂的事故。因此如何克服现有技术的不足是目前水轮发电机技术领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置，该装置解决在磁极采用鸽尾固定形式的发电机上开展机坑内磁极气隙调整时，极间支撑块固定不可靠问题，提高机组运行安全可靠性。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置，包括长方体形垫块；长方体形垫块水平方向开有一n型槽；n型槽的槽口处位于长方体形垫块的高
×
宽面上；
9.n型槽的宽度与原调整块固定螺栓孔直径一致；
10.长方体形垫块的长和宽度与原调整块的长和宽度尺寸一致；
11.n型槽的深度为长方体形垫块长度的0.6
‑
0.8倍，即0.6
‑
0.8l。
12.进一步，优选的是，长方体形垫块的材质与极间支撑块材质相同。
13.进一步，优选的是，长方体形垫块的材质为环氧玻璃布。
14.进一步，优选的是，长方体形垫块厚度为0.5tan（π
‑
α）tan（π
‑
β）h，其中，h为磁极气隙调整量，根据磁极气隙调整需要确定；α为鸽尾与磁轭的触面与径向方向之间的夹角；β为极间支撑块外缘与径向方向之间的夹角。
15.本实用新型消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置采用与极间支撑块材质一致的，由绝缘性质、不易腐蚀、强度高的材料制作垫块，一般为环氧玻璃布材料；本实用新型装置包括长方体形垫块。长方体形垫块应具有防脱落结构，即使在固定有松动时也应不会产生掉落，并便于在狭小空间内安放。在长方体形垫块中部开槽，整体呈n型；长方体形垫块外形尺寸l和h与原调整块尺寸一致，中部槽宽与原调整块固定螺栓孔直径一致，如图3、图4所示。垫块厚度根据0.5tan（π
‑
α）tan（π
‑
β）h确定，h为磁极气隙调整量，根据磁极气隙调整需要确定，有条件测量间隙时根据实测间隙确定垫块厚度尺寸。
16.根据现场厚度需求完成长方体形垫块加工后，松开磁极支撑块锁紧螺母，将长方体形垫块槽口向下，安装在极间支撑块与原调整块之间如图5所示，通过槽型结构挂在极间支撑块锁紧螺杆上，并在垫块与极间支撑块及调整块接触面涂环氧胶，锁紧极间支撑块锁紧螺母。
17.本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：
18.本实用新型结构新颖，使用方便；糯扎渡电厂在2018
‑
2020年开展发电机定子振动处理过程中采用本实用新型装置消除相应间隙，机组运行2年有余，未发生极间支撑块拉紧螺杆断裂或所加垫块脱落的情况。通过在极间支撑块与调整块间加装该结构垫块，有效消除极间支撑块与固定座间隙，同时确保所加垫块安全牢靠地安装，实现开展机坑内磁极调整后发电机安全稳定运行。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为发电机转子磁极极间支撑块安装示意图；
21.图2为磁极鸽尾及极间支撑块夹角；其中（a）为鸽尾与磁轭的触面与径向方向之间的夹角示意图；（b）为极间支撑块外缘与径向方向之间的夹角示意图；
22.图3为原调整块截面示意图；
23.图4为本实用新型消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置截面示意图；
24.图5为本实用新型消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置安装示意图；
25.其中，1、极间支撑块锁紧螺杆；2、极间支撑块；3、调整块；4、支撑座；5、第一螺杆；6、垫片；7、磁极键；8、磁轭；9、磁极鸽尾；10、磁极；100、长方体形垫块；101、n型槽。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
27.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
28.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
29.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
32.如图4和图5所示，一种消除水轮发电机磁极极间支撑块间隙的装置，包括长方体形垫块100；长方体形垫块100水平方向开有一n型槽101；n型槽101的槽口处位于长方体形垫块100的高
×
宽面上；
33.n型槽101的宽度与原调整块3固定螺栓孔直径d一致；
34.长方体形垫块100的长l和宽度h与原调整块3的长l和宽度h尺寸一致，如图3和图4。
35.n型槽的深度应为长方体垫块长度的0.6
‑
0.8倍，即0.6
‑
0.8l，且能够供两根极间支撑块锁紧螺杆1穿过。
36.优选，长方体形垫块100的材质与极间支撑块材质相同
37.优选，长方体形垫块100的材质为环氧玻璃布。
38.优选，长方体形垫块100厚度为0.5tan（π
‑
α）tan（π
‑
β）h确定，其中，h为磁极气隙调整量，根据磁极气隙调整需要确定；α为鸽尾与磁轭的触面与径向方向之间的夹角；β为极间支撑块外缘与径向方向之间的夹角。
39.根据现场厚度需求完成长方体形垫块100加工后，松开磁极支撑块锁紧螺母，将长
方体形垫块100的n型槽101槽口向下，安装在极间支撑块2与原调整块3之间如图5所示，通过槽型结构挂在极间支撑块锁紧螺杆1上，并在长方体形垫块100与极间支撑块2及原调整块3接触面涂环氧胶，锁紧极间支撑块锁紧螺母即可。
40.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。