專利名稱：一種大型柴油發電機變頻改造的方法
技術領域：
本發明涉及一種大型柴油發電機的改造方法，尤其是涉及一種大型柴油發電機變頻改造的方法。
背景技術：
目前，在我國“節能減排”的政策下，已有數百臺額定功率在10000千伏安以上的大型柴油發電機組停止運行。由于我國電網頻率為50HZ，而國外大多數國家電網工頻 60Hz。所以，將我國停運的大型柴油發電機變頻改造后出口銷往中東、南美等原油出產豐富的地區，市場潛力相當大。大型柴油發電機一般為同步發電機。改造大型柴油發電機，能利用原發電機部分重要零部件，節省大量生產費用，其成本比新制發電機低很多。大型柴油發電機的改造技術在國內電機改造領域中屬于一種創新技術，改造發電機與新制發電機相比，其技術難度更高，需要重新優化設計發電機的磁路、風路。新制部分零部件，利用、改造部分主要零部件， 使改造后的發電機滿足國外電力系統的并網要求，是一項具有重要意義的課題。

發明內容
本發明的目的是克服當前國內發電機工頻50Hz與國外電網60Hz的工作頻率不同的缺陷，提供一種利用國內停用的大型柴油發電機進行工頻50Hz改為60Hz變頻的大型柴油發電機變頻改造的方法。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的
根據現有公式n=60f/p，將發電頻率f由50Hz改為60Hz，轉速η隨發電機極對數ρ的改變而變化，因此，要使改造后的轉速η與原轉速基本保持一致，需要選擇合適的極對數， 即將定子繞組、磁軛和磁極作相應的改造。機座、定子鐵芯、轉軸和座式軸承等部件可保留利用。據此，確定本發明的技術方案為，其包括以下步驟
步驟一定子繞組的改造，根據原鐵芯的外徑、內徑、槽形尺寸、定子鐵芯的總長和工頻 60Hz發電機電壓等級設計要求，確定新的定子繞組的參數，加工新的定子繞組；
步驟二 磁極改造，由現有公式 =^根據原電機轉子外徑D和相數m，其中根據
n=60f/p,當頻率f由4=50 的發電機改造變為f2=60Hz時，則n2p2=l. 2nlPl，優化計算出n2和 P2,確定 和P2后計算出極距τ，從而確定轉子磁極在磁軛上的裝配位置；
步驟三磁軛改造，根據改造后的磁極數量2ρ和極距τ加工新的“凸”字型磁極裝配槽，沿軸向直線在磁軛外圓開一 “凸”字型通槽，“凸”字型通槽的窄槽向外；
步驟四，將新的定子繞組、磁極、磁軛代替現有50Hz大型柴油發電機的定子繞組、磁極、磁軛，與現有50Hz大型柴油發電機的機座、定子鐵芯、轉軸、座式軸承進行裝配，，即制成工頻60Hz的大型柴油發電機。
本發明利用國內停用的工頻50Hz的大型柴油發電機，保留其原有機座、定子鐵芯、轉軸、座式軸承，設計新的定子繞組、磁軛、磁極，改造成工頻60Hz大型柴油發電機，滿足國外電力系統的并網要求，使停用的工頻50Hz大型柴油發電機重現生機，對提高企業經濟效益具有相當意義。


圖1為本發明實施例改造后的發電機整體結構示意圖； 圖2為改造后的發電機轉子結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。參照附圖，本實施例包括以下步驟
步驟一定子繞組6的改造，根據原鐵芯7的外徑、內徑、槽形尺寸、定子鐵芯7的總長和工頻60Hz發電機電壓等級設計要求，通過電機設計軟件，確定定子繞組6的參數，制造新的定子繞組；
步驟二 磁極5改造，由現有公式根據原50Hz電機轉子外徑D和相數m，其
中根據n=60f/p，當頻率f由f^SOHz的12極發電機改造變為f2=60Hz時，則n2p2=l. 2nlPl 其中，ni=500，Pl=6，優化計算出n2= 514. 3，p2=7，確定112和？2后計算出極距τ，從而確定轉子磁極5在磁軛4上的裝配位置；
步驟三磁軛4改造，根據改造后的磁極5數量2ρ和極距τ加工新的“凸”字型磁極裝配槽，沿軸向直線在磁軛4外圓開一 “凸”字型通槽，“凸”字型通槽的窄槽向外；
步驟四，將新的定子繞組、磁極、磁軛代替現有50Hz大型柴油發電機的定子繞組、磁極、磁軛，與現有50Hz大型柴油發電機的機座1、定子鐵芯7、轉軸3、座式軸承2進行裝配， 即制成工頻60Hz的大型柴油發電機。
改造實例相關參數示例
示例1 當頻率f由1=50泡的16極發電機改造變為f2=60Hz時，改造前發電機頻率 50Hz，極對數8，轉速375r/min。改造后發電機頻率60Hz，極對數9，轉速400r/min。
示例2 當頻率f由1=50 的20極發電機改造變為f2=60Hz時，改造前發電機頻率50Hz，極對數10，轉速300r/min。改造后發電機頻率60Hz，極對數11，轉速327r/min。
權利要求
1. 一種大型柴油發電機變頻改造的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一定子繞組的改造，根據原鐵芯的外徑、內徑、槽形尺寸、定子鐵芯的總長和工頻 60Hz發電機電壓等級設計要求，確定新的定子繞組的參數，制造新的定子繞組；步驟二磁極改造，由現有公式τ=，根據原電機轉子外徑D和相數m，其中根據ifMSkn=60f/p，當頻率f由4=50 的發電機改造變為f2=60Hz時，則n2p2=l. 2nlPl，計算出η2和ρ2， 確定η2和P2后計算出極距τ，從而確定轉子磁極在磁軛上的裝配位置；步驟三磁軛改造，根據改造后的磁極數量2ρ和極距τ加工新的“凸”字型磁極裝配槽，沿軸向直線在磁軛外圓開一 “凸”字型通槽，“凸”字型通槽的窄槽向外；步驟四，將新的定子繞組、磁極、磁軛代替現有50Hz大型柴油發電機的定子繞組、磁極、磁軛，與現有50Hz大型柴油發電機的機座、定子鐵芯、轉軸、座式軸承進行裝配，即制成工頻60Hz的大型柴油發電機。
全文摘要
一種大型柴油發電機變頻改造的方法，其包括以下步驟一、定子繞組的改造，根據原鐵芯的外徑、內徑、槽形尺寸、定子鐵芯的總長和60Hz發電機電壓等級設計要求，確定新定子繞組的參數；二、磁極改造，確定轉子磁極在磁軛上的裝配位置；三、磁軛改造，根據60Hz發電機的磁極數量和極距加工新的磁極裝配槽；步驟四，與現有50Hz大型柴油發電機的機座、定子鐵芯、轉軸、座式軸承進行裝配。本發明利用國內停用的工頻50Hz的大型柴油發電機，保留其原有機座、定子鐵芯、轉軸、座式軸承，設計新的定子繞組、磁軛、磁極，改造成60Hz大型柴油發電機，滿足國外電力系統的并網要求，可使停用的工頻50Hz大型柴油發電機重現生機。
文檔編號H02K3/04GK102497044SQ20111043384
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者周鞏夫, 彭韜, 楊國偉, 秦軍 申請人:湘電集團有限公司