一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置及调节方法

1.本发明属于发电机故障模拟实验技术领域，具体涉及一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置及调节方法。


背景技术：

2.发电机正常运行时，定转子间的气隙分布是均匀的。而当定转子由于装配误差、运行环境的恶化等因素的影响，发电机定转子之间的气隙很难严格保持均匀对称状态，这种情况下即为气隙偏心工况，几乎所有发电机都或多或少存在气隙偏心的情况。气隙偏心故障是发电机主要的机械故障之一，当发电机发生气隙偏心故障时，会对定转子产生不平衡磁拉力，使发电机的轴承工作情况恶化，同时会导致发电机定转子振动加剧，并且电机的损耗也会增加，能量转换效率降低，更严重的话造成定子铁芯变形、绕组磨损和绝缘破坏等。
3.为了对发电机的气隙偏心故障进行研究、监测和诊断，我们需要通过研究发电机气隙偏心故障下的各种电气参数的变化，进而分析气隙偏心故障对发电机运行性能的影响。所以我们需要设置模拟机组的气隙偏心故障。传统的气隙偏心调节方法较为笨拙，不仅需要操作者有一定的实操经验，而且传统方法有以下两个缺点：一是调节精度不够。小型故障机组的气隙一般在0.2mm-2mm之间，偏心故障的设置精度在毫米级，所以传统方法很难达到这个精度；二是在气隙调节过程中，传统方法很难保证两根调节螺钉的同步进行，一般是依次调节，所以难免会有精度上的误差。这会使转轴两端不处于同一水平面，即定子中心轴线不能与转子中心轴线完全重合，导致转轴沿整个轴向发现不同程度的偏移，于是出现所谓的斜偏心故障。斜偏心的出现使得偏心故障的设置不准确，为后面的仿真、实验分析带来不必要的误差。
4.现阶段针对发电机故障模拟机组的气隙偏心设置装置绝大多数都是基于传统调节方法，
5.少有能够在保持调节精度足够的同时，保证两根调节螺钉的同步进行以实现气隙偏心的设置。
6.因此，如何提供一种能够方便快捷精准调节故障模拟机组气隙偏心的装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供了一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置及调节方法，本发明装置灵活，能够应对不同类型的发电机，为发电机气隙偏心故障的监测与研究提供了实验保障。
8.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置，用以调节模拟机组的定子位置，实现定转子之间的气隙调节，其包括：
9.下端盖体，所述下端盖体为u型板结构，所述下端盖体的底部两侧固定有滑轨，所述滑轨上滑动连接有调节滑块，调节滑块与发电机底座连接；
10.端架，所述端架两两成组且分别固定连接在下端盖体的两端，所述端架上设有滑孔，所述端架上对应滑孔的顶部及底部均开设有滑口，所述滑孔内滑动连接有多组安装套，所述安装套的顶部及底部均固定连接有调节杆，所述调节杆滑动连接在所述滑口内且通过调节杆上的螺母调节安装套在端架上的移动位置；
11.蜗杆，所述蜗杆为多组，所述蜗杆的两端边缘均设有滑动段，所述蜗杆两端的滑动段分别滑动连接在所述安装套内；所述蜗杆的一端边缘设有刻度线，另一端连接有六角柱头；六角柱头与发电机底座上的定子调节螺钉连接，所述定子调节螺钉为内六角螺钉，其螺接在发电机底座上；所述定子调节螺钉的端部直接顶住定子下方的支撑板，支撑板可在发电机底座上移动；
12.转轴，所述转轴转动连接在所述下端盖体的两侧壁上，所述转轴的一端延伸出下端盖体的一侧壁连接有摇把，所述转轴上连接有多个蜗轮，所述蜗轮与蜗杆一一对应啮合；所述蜗轮带动蜗杆转动和轴向移动；所述蜗杆的转动和轴向移动使定子调节螺钉直接推动支撑板进而使得发电机定子发生位移，改变定转子之间的气隙。
13.本发明的有益效果是：本发明中蜗轮蜗杆的配合，使得摇把的转动就可实现蜗杆的转动和轴向移动，进而使得定子调节螺钉的转动和移动，推动定子下方支撑板的位置改变，进而改变定子的位置，实现模拟机组定转子之间的气隙调节，蜗杆上的刻度线能精准把控蜗杆的移动距离，控制定子调节螺钉的推进，调节灵活方便，安装套可以在滑槽内调节位置，适应不同的发电机型号尺寸，通用性强，多个蜗杆可以保证两个定子调节螺钉的同步转动，避免定子调节时斜偏心的出现。
14.优选的，所述端架均包括成组的可拆卸连接的两个分离体，所述分离体上开设有安装套滑孔，成组的所述分离体的相靠近侧的顶部和底部均开设有凹槽，对应的两个分离体上的凹槽配合形成滑口，成组的分离体通过多组螺钉连接。
15.优选的，靠近发电机一侧的端架为前端架，远离发电机一侧的端架为后端架，对应前端架上的安装套为直管套；对应后端架上的安装套为阶梯套，所述蜗杆的一端为阶梯型，所述蜗杆的一端适配连接在阶梯套内。
16.优选的，所述转轴的外侧壁上对应其的轴向开设有键槽，所述键槽延伸至所述转轴的两端边缘；所述键槽内连接有平键，所述蜗轮与转轴通过平键连接配合。
17.优选的，还包括上端盖，所述上端盖适配盖设在所述下端盖体的顶部。
18.优选的，所述蜗轮为主动作增速传动，所述蜗杆为从动杆，所述蜗轮的转动带动蜗杆的转动和靠近发电机侧的轴向移动。
19.一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节方法，其包括以下步骤：
20.步骤一：根据发电机模拟偏心类型，合理的将滑块固定在发电机底座或者支撑架上；
21.步骤二：将两个端架通过螺钉安装在下端盖体上，端架的滑槽内滑动连接有安装套，将蜗杆滑动连接在安装套上，并根据发电机的尺寸调节安装套在滑槽内的位置，并用螺母锁紧固定；使得六角柱头与定子调节螺钉接触良好；
22.步骤三：转轴上连接蜗轮，使得蜗轮与蜗杆啮合传动，转动摇把，带动蜗轮转动，进而使得蜗杆转动和轴向移动，蜗杆推动定子调节螺钉转动进而推动调节定子下方支撑板的位置，改变定转子之间的气隙，通过观察蜗杆上的刻度线，精准把控蜗杆的偏移距离，进而
实现精确地气隙偏心的调节，整个调节过程完成。
23.有益效果是：现阶段针对发电机故障模拟机组的气隙偏心设置装置绝大多数都是基于传统调节方法，少有能够在保持调节精度足够的同时，保证两根调节螺钉的同步进行以实现气隙偏心的设置，而本发明能够精准调节故障模拟机组气隙偏心，调节更加方便快捷。通过观察蜗杆上的刻度线，精准把控蜗杆的偏移距离，就可实现精确地气隙偏心的调节。
附图说明
24.图1为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的示意图；
25.图2为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的装配图；
26.图3为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的模拟机组俯视图；
27.图4为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的模拟机组侧视图；
28.图5为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置后端架示意图；
29.图6为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的前端架示意图；
30.图7为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的下端盖体示意图；
31.图8为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的蜗杆示意图；
32.图9为本发明一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置的蜗轮装配示意图。
33.1下端盖体、2调节滑块、3端架、4滑孔、5滑口、6安装套、7蜗杆、8蜗轮、9转轴、10摇把、11定子、12发电机底座、13上端盖、14定子调节螺钉、15六角柱头、16滑轨、17调节杆、18转子、19支撑板。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.参阅本发明附图1至9，根据本发明实施例一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节装置，用以调节模拟机组的定子位置，实现定转子之间的气隙调节，模拟发电机组的设置可以通过直流电机带动联轴杆转动，转子的两端转动在两个支架上，联轴杆与转子连接，定子位于在两个支架中间，且可调节位置的位于在转子的外周侧，模拟发电机组的工作状态；
36.其包括：
37.下端盖体1，下端盖体1为u型板结构，下端盖体1的底部两侧固定有滑轨16，滑轨16上滑动连接有调节滑块2，调节滑块2与发电机底座12连接；滑块的目的在于可以适应不同厚度的发电机底座或者支架的安装固定，通用性强。
38.端架3，端架3两两成组且分别固定连接在下端盖体1的两端，端架3上设有滑孔4，端架3上对应滑孔4的顶部及底部均开设有滑口5，滑孔4内滑动连接有两组安装套6，安装套6的顶部及底部均固定连接有调节杆17，调节杆17滑动连接在滑口5内且通过调节杆上的螺母调节安装套在端架上的移动位置；
39.蜗杆7，蜗杆7为两根，蜗杆7的两端边缘均设有滑动段，蜗杆7两端的滑动段分别滑
动连接在安装套6内；蜗杆7的一端边缘设有刻度线，另一端连接有六角柱头15；六角柱头15与定子调节螺钉14连接，定子调节螺钉14为内六角螺钉，其螺纹连接在发电机底座12上；定子调节螺钉额一端与六角柱头适配接触，另一端与定子下方的支撑板19直接接触，支撑板可以在发电机底座上移动，改变定子11和转子18之间的气隙。
40.转轴9，转轴9转动连接在下端盖体1的两侧壁上，转轴9的一端延伸出下端盖体1的一侧壁连接有摇把10，转轴9上连接有两个蜗轮8，蜗轮8与蜗杆7一一对应啮合；蜗轮带动蜗杆转动和轴向移动；蜗杆的转动和轴向移动使定子调节螺钉推动发电机定子11发生位移。进而改变定转子的气隙偏心调节。
41.在另一些实施例中，端架3均包括成组的可拆卸连接的两个分离体，分离体上开设有安装套滑孔，成组的分离体的相靠近侧的顶部和底部均开设有凹槽，对应的两个分离体上的凹槽配合形成滑口，成组的分离体通过多组螺钉连接。分离体方便组装和拆卸。并且便于安装套的组装。
42.在另一些实施例中，靠近发电机一侧的端架为前端架，远离发电机一侧的端架为后端架，对应前端架上的安装套为直管套；对应后端架上的安装套为阶梯套，蜗杆7的一端为阶梯型，蜗杆的一端适配连接在阶梯套内。阶梯套可以限制蜗杆的一端轴向位移。
43.在另一些具体实施例中，转轴9的外侧壁上对应其的轴向开设有键槽，键槽延伸至转轴的两端边缘；键槽内连接有平键，蜗轮与转轴通过平键连接配合。蜗轮可以在转轴上调节位置，以适应不同位置的蜗杆传动，配合不同型号尺寸的发电机调整。
44.具体的，还包括上端盖13，上端盖适配盖设在下端盖体的顶部。有效防止尘土。
45.在其他一些具体实施例中，蜗轮为主动作增速传动，蜗杆为从动杆，蜗轮的转动带动蜗杆的转动和靠近发电机侧的轴向移动。这里应用到蜗杆传动，通常来讲蜗杆传动指的是以蜗杆为主动作减速传动，蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。理论上导程角大于4
°
38
′
39
″
基本无自锁功能。自锁一般出现在大速比中，如1:80等。蜗轮蜗杆不自锁时(和摩擦角相关)，转动蜗轮也可以带动蜗杆旋转，蜗轮为主动作增速传动。即不带自锁情况下，蜗轮能带动蜗杆转动。
46.一种发电机故障模拟机组的气隙偏心调节方法，其包括以下步骤：
47.步骤一：根据发电机模拟偏心类型，合理的固定在发电机底座或者支撑架上；
48.步骤二：将两个端架通过螺钉安装在下端盖体上，端架的滑槽内滑动连接有安装套，将蜗杆滑动连接在安装套上，并根据发电机的尺寸调节安装套在滑槽内的位置，并用螺母锁紧固定；使得六角柱头与定子调节螺钉接触良好；
49.步骤三：转轴上连接蜗轮，使得蜗轮与蜗杆啮合传动，摇把的转动带动蜗轮转动，进而使得蜗杆转动和轴向移动，蜗杆推动定子调节螺钉转动进而调节定子的位置，改变定转子之间的气隙，通过观察蜗杆上的刻度线，精准把控蜗杆的偏移距离，进而实现精确地气隙偏心的调节。
50.针对不同类型的小型发电机故障模拟机组，本发明装置与其的配合安装略有不同，需具体实操进行配合连接，继而进行气隙偏心的调节。通过调整本发明与发电机上的调节螺钉配合，不仅可以实现气隙偏心中的径向偏心，同样可以实现气隙偏心中的轴向偏心。
51.本发明方案可靠、易于实现，能够精确地实现发电机故障模拟机组的气隙偏心要求，并且发明的装置灵活，能够应对不同类型的发电机，为发电机偏心故障的研究提供了实
验保障，值得推广。
52.对于实施例公开的装置和使用方法而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
53.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。