利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法，用以檢驗定子鐵心裝配質(zhì)量，查找是否存在鐵心壓緊不實、松動、局部空腔等問題。在定子鐵心磁化試驗時，進(jìn)行噪聲聲壓級、1/3倍頻程頻譜、局部高點噪聲測試；對噪聲聲壓級取算術(shù)平均值，并計算冷態(tài)下與熱態(tài)下的差值；冷態(tài)下與熱態(tài)下噪聲1/3倍頻程繪制在同一個頻譜圖上，并比較頻譜的差異；局部噪聲相互間進(jìn)行差值對比，確定最大局部噪聲值；以定子鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲聲壓級差值不大于5dB、冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲1/3倍頻程頻譜圖無異常差別、最大局部噪聲級差值不大于3dB，作為噪聲對定子鐵心質(zhì)量判別的依據(jù)。
【專利說明】利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]定子鐵心是發(fā)電機(jī)磁路的通道，是由多層彼此間距0.5毫米厚絕緣層的硅鋼片構(gòu)成，它們之間相互絕緣，這種結(jié)構(gòu)減少了定子鐵心內(nèi)的渦流，避免了不必要的磁電損失。定子鐵心硅鋼片裝配時需要壓緊，以防止松動。
[0003]定子鐵心磁化試驗是大型發(fā)電機(jī)制造生產(chǎn)過程中必須進(jìn)行的例行檢查項目，用于發(fā)電機(jī)定子鐵心裝配和絕緣質(zhì)量的檢驗。定子鐵心磁化試驗利用專用的勵磁線圈，接入單相交流電源，在鐵心內(nèi)部造成交變的磁通(接近飽和狀態(tài))，使鐵心產(chǎn)生渦流損耗并且溫度升高，測試定子鐵心各點溫度、勵磁損耗，計算鐵心溫升和單位重量的損耗。按照的《GB/T20835-2007發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗導(dǎo)則》的規(guī)定，定子鐵心磁化試驗的質(zhì)量判別有三項，其一，鐵心最大溫升的限值為25K;其二，鐵心相同部位(定子齒或槽)溫差的限值為15K ;其三，定子鐵心比損耗值應(yīng)不大于所用硅鋼片的標(biāo)準(zhǔn)比損耗的1.3倍。
[0004]由于定子鐵心磁化試驗時，交變磁場在鐵心內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，鐵心相當(dāng)于單相負(fù)載運行，產(chǎn)生的損耗能達(dá)到幾百千瓦，這些損耗產(chǎn)生的熱量使鐵心溫度升高，溫度升高使鐵心硅鋼片體積膨脹。定子鐵心磁化試驗時會產(chǎn)生噪聲，噪聲的主要來源是定子鐵心硅鋼片在交變的磁通下產(chǎn)生的振動引起的。在定子鐵心磁化試驗剛開始5min之內(nèi)，鐵心溫度還沒升高，定子鐵心處于冷狀態(tài)下；在定子鐵心磁化試驗進(jìn)行到30min，鐵心溫度已經(jīng)升高，定子鐵心已經(jīng)達(dá)到熱狀態(tài)下。
[0005]冷態(tài)下和熱態(tài)下，由于硅鋼片體積和間隙大小的不同，鐵心硅鋼片產(chǎn)生的振動和噪聲是不相同的。鐵心質(zhì)量合格的發(fā)電機(jī)，在正常運行時硅鋼片體積和間隙大小變動在允許的范圍內(nèi)，冷態(tài)下和熱態(tài)下噪聲差別也不大；如果存在鐵心壓緊不實、松動、局部空腔，硅鋼片體積和間隙大小變動明顯，冷態(tài)下和熱態(tài)下噪聲差別就會很大?；谶@種情況，發(fā)明一種利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本發(fā)明是一種利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法，以檢驗定子鐵心裝配質(zhì)量，查找是否存在鐵心壓緊不實、松動、局部空腔等問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]步驟一:噪聲測試:
[0008]在鐵心磁化試驗時進(jìn)行噪聲測試，測試項目有三項:(I)、噪聲聲壓級測試；(2)、1/3倍頻程的測試；(3)、局部高點噪聲的測試；
[0009]a)噪聲聲壓級的測點均勻分布在機(jī)座兩側(cè)，每一側(cè)至少7個側(cè)點，在機(jī)座兩個端部至少三個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行噪聲測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲；[0010]b)噪聲1/3倍頻程的測點有四點，在機(jī)座兩側(cè)每一側(cè)的中部各有一個測點，在兩個端部每一端部的中部各有一個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，分別在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲；
[0011]c)在噪聲聲壓級測試過程中，若發(fā)現(xiàn)噪聲偏高的現(xiàn)象，對噪聲偏高部位進(jìn)行局部高點噪聲的測試，局部高點測試范圍為機(jī)座上20CmX20Cm的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)均勻分布上、中、下各三點，測點共為九點，測試距離為IOcm ；
[0012]步驟二:數(shù)據(jù)處理:
[0013]對步驟一 a)中所述各測點測試的噪聲聲壓級取算術(shù)平均值，冷態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第30分鐘測試值，并計算冷態(tài)下與熱態(tài)下噪聲聲壓級的差值；
[0014]對步驟一 b)中所述各測點的1/3倍頻程繪制在同一個頻譜圖上，冷態(tài)下1/3倍頻程測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下1/3倍頻程測試值，即為第30分鐘測試值，在頻譜圖上比較冷態(tài)下和熱態(tài)下頻譜的差異；
[0015]對步驟一 c)中局部噪聲九點的測試值，相互間進(jìn)行差值對比，其中差值最大的作為最大局部噪聲級值；
[0016]步驟三:質(zhì)量判定:
[0017]定子鐵心磁化試驗時通過噪聲對定子鐵心質(zhì)量判別，按照以下三項進(jìn)行判別:
[0018]A)鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲聲壓級差值，不大于5dB，dB為噪聲單位，無量綱；如果差值大于5dB，則存在鐵心松動的現(xiàn)象；
[0019]B)鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲1/3倍頻程頻譜圖，應(yīng)無異常差別；如果二者的頻譜圖明顯異常，則存在鐵心松動的現(xiàn)象；
[0020]C)最大局部噪聲級差值，不大于3dB ;如果最大局部噪聲相差3dB以上，則鐵心存在局部松動的現(xiàn)象。
[0021]基于定子鐵心的硅鋼片結(jié)構(gòu)和定子鐵心磁化試驗的磁熱效應(yīng)產(chǎn)生振動噪聲，通過測試分析噪聲，進(jìn)行鐵心壓緊不實、松動、局部空腔的一種檢測和判斷；這種方法是對《GB/T20835-2007發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗導(dǎo)則》規(guī)定的溫升限值和比損耗限值質(zhì)量判定方法的擴(kuò)展和補(bǔ)充，而且當(dāng)溫升和比損耗無法進(jìn)行質(zhì)量判定時，利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別有很大的優(yōu)勢:
[0022]利用噪聲進(jìn)行定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別使用常規(guī)噪聲儀表、測點靈活、方法簡單、不需要特殊的試驗要求；常規(guī)噪聲頻譜測試儀都具有“A”計權(quán)、“Z”計權(quán)和1/3倍頻程的測試功能，可以滿足本發(fā)明需要的噪聲測試?！癆”計權(quán)是模擬人耳對聲音的相應(yīng)，對中、低頻段聲音有較大衰減。“Z”計權(quán)是對頻率范圍20Hz到20kHz的水平響應(yīng)。人耳可聞聲音的頻率范圍為20Hz?20kHz，把這個聲頻范圍劃分若干個頻率段，稱為頻程或頻帶；在噪聲測量中，常用的是倍頻程和1/3倍頻程；倍頻程是指頻率的上下限之比為f2:fl=2:1頻帶。為了更詳細(xì)地描述噪聲的頻譜，把一個倍頻程再細(xì)分為三段小頻帶，稱為1/3頻程。由于常規(guī)噪聲頻譜測試儀是便攜式儀表，體積小，重量輕，移動方便，很容易采集到不同測點的噪聲測試數(shù)據(jù)；《GB/T 20835-2007發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗導(dǎo)則》規(guī)定的汽輪發(fā)電機(jī)的定子鐵心磁化試驗時間為45min，水輪發(fā)電機(jī)的定子鐵心磁化試驗時間為90min，滿足本發(fā)明噪聲測試在30min內(nèi)的要求,不需要延長試驗時間，也不需要特殊工況的要求。
[0023]利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別方法是一種新判別方法，這種方法無論對鐵心整體還是局部的松動現(xiàn)象，都有其獨到之處。尤其是1/3倍頻程頻譜對比圖，無論直觀性還是從鐵心噪聲產(chǎn)生機(jī)理，對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別都是一種強(qiáng)有力的證實方法。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0024]圖1噪聲聲壓級測點位置圖
[0025]圖2噪聲1/3倍頻程測點位置圖
[0026]圖3局部噪聲聲壓級測試示意圖
[0027]圖4局部噪聲聲壓級測試放大圖
[0028]圖51/3倍頻程的各次噪聲頻率與序號的對應(yīng)表
[0029]圖6噪聲1/3倍頻程頻譜對比圖
【具體實施方式】:
[0030]一種利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法，其實施方式為:
[0031]步驟一:噪聲測試:
[0032]在鐵心磁化試驗時進(jìn)行噪聲測試，測試項目有三項:(1)、噪聲聲壓級測試；(2)、1/3倍頻程測試；(3)、局部高點噪聲測試；
[0033]a)噪聲聲壓級的測點均勻分布在機(jī)座兩側(cè)，每一側(cè)至少7個側(cè)點，在機(jī)座兩個端部至少三個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行噪聲測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲；
[0034]b)噪聲1/3倍頻程的測點有四點，在機(jī)座兩側(cè)每一側(cè)的中部各有一個測點，在兩個端部每一端部的中部各有一個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，分別在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲；
[0035]c)在噪聲聲壓級測試過程中，若發(fā)現(xiàn)噪聲偏高的現(xiàn)象，對噪聲偏高部位進(jìn)行局部高點噪聲的測試，局部高點測試范圍為機(jī)座上20CmX20Cm的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)均勻分布上、中、下各三點，測點共為九點，測試距離為IOcm ；
[0036]步驟二:數(shù)據(jù)處理:
[0037]對步驟一 a)中所述各測點測試的噪聲聲壓級取算術(shù)平均值，冷態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第30分鐘測試值，并計算冷態(tài)下與熱態(tài)下噪聲聲壓級的差值；
[0038]對步驟一 b)中所述各測點的1/3倍頻程繪制在同一個頻譜圖上，冷態(tài)下1/3倍頻程測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下1/3倍頻程測試值，即為第30分鐘測試值，在頻譜圖上比較冷態(tài)下和熱態(tài)下頻譜的差異；
[0039]對步驟一 c)中局部噪聲九點的測試值，相互間進(jìn)行差值對比，其中差值最大的作為最大局部噪聲級值；
[0040]步驟三:質(zhì)量判定:[0041]定子鐵心磁化試驗時通過噪聲對定子鐵心質(zhì)量判別，按照以下三項進(jìn)行判別:
[0042]A)鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲聲壓級差值，不大于5dB，dB為噪聲單位，無量綱；如果差值大于5dB，則存在鐵心松動的現(xiàn)象；
[0043]B)鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲1/3倍頻程頻譜圖，應(yīng)無異常差別；如果二者的頻譜圖明顯異常，則存在鐵心松動的現(xiàn)象；
[0044]C)最大局部噪聲級差值，不大于3dB ;如果最大局部噪聲相差3dB以上，則鐵心存在局部松動的現(xiàn)象。
[0045]本發(fā)明結(jié)合具體實例具體實施內(nèi)容如下:
[0046]選擇噪聲測試儀器的精度等級為I級的聲級計，該聲級計應(yīng)能進(jìn)行A計權(quán)、Z計權(quán)噪聲測試，還能進(jìn)行1/3倍頻程的測試。選擇一臺已經(jīng)鐵心裝壓完畢的發(fā)電機(jī)定子機(jī)座，此時發(fā)電機(jī)還沒有裝轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸。
[0047]本發(fā)明【具體實施方式】的三個主要步驟如下:
[0048]步驟一:噪聲測試。
[0049]按圖1所示噪聲聲壓級的測點均勻分布在機(jī)座兩側(cè)，每一側(cè)至少7個側(cè)點，在機(jī)座兩個端部至少三個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行噪聲測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲；噪聲聲壓級的計權(quán)方式選擇“A”計權(quán)，快慢方式選擇“慢”的方式。測試的相鄰兩點的噪聲測試值，應(yīng)不大于3dB ;若相鄰兩點大于3dB，這兩點之間增加測點。在測試過程中，標(biāo)記出噪聲的較高點。
[0050]按圖2所示噪聲1/3倍頻程的測點有四點，在機(jī)座兩側(cè)每一側(cè)的中部各有一個測點，在兩個端部每一端部的中部各有一個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，分別在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲；1/3倍頻程頻譜測試的計權(quán)方式選擇為“Z”計權(quán)。
[0051]在噪聲聲壓級測試過程中，若發(fā)現(xiàn)噪聲偏高的現(xiàn)象，對噪聲偏高部位進(jìn)行局部高點噪聲的測試，按圖3、圖4所示，確定測試范圍和測點，局部高點測試范圍為機(jī)座上20CmX20Cm的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)均勻分布上、中、下各三點，測點共為九點，測試距離為IOcm;噪聲聲壓級的計權(quán)方式選擇“A”計權(quán)，快慢方式選擇“慢”的方式。
[0052]步驟二:數(shù)據(jù)處理。
[0053]對各測點測試的噪聲聲壓級取算術(shù)平均值，冷態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第30分鐘測試值，并計算冷態(tài)下與熱態(tài)下噪聲聲壓級的差值；噪聲聲壓級算術(shù)平均值計算公式，見公式(I):
【權(quán)利要求】
1.一種利用噪聲對定子鐵心進(jìn)行質(zhì)量判別的方法，其特征是: 步驟一:噪聲測試: 在鐵心磁化試驗時進(jìn)行噪聲測試，測試項目有三項:(I)、噪聲聲壓級測試；(2)、1/3倍頻程測試；(3)、局部高點噪聲測試； a)噪聲聲壓級的測點均勻分布在機(jī)座兩側(cè)，每一側(cè)至少7個側(cè)點，在機(jī)座兩個端部至少三個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行噪聲測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲； b)噪聲1/3倍頻程的測點有四點，在機(jī)座兩側(cè)每一側(cè)的中部各有一個測點，在兩個端部每一端部的中部各有一個測點，測試距離為lm，測試高度為發(fā)電機(jī)中心線高度，分別在鐵心磁化試驗開始的第5分鐘和試驗進(jìn)行到第30分鐘后分別進(jìn)行測試，第5分鐘的測試值作為冷態(tài)時的噪聲，第30分鐘的測試值作為熱態(tài)時的噪聲； c)在噪聲聲壓級測試過程中，若發(fā)現(xiàn)噪聲偏高的現(xiàn)象，對噪聲偏高部位進(jìn)行局部高點噪聲的測試，局部高點測試范圍為機(jī)座上20CmX20Cm的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)均勻分布上、中、下各三點，測點共為九點，測試距離為IOcm ； 步驟二:數(shù)據(jù)處理: 對步驟一 a)中所述各測點測試的噪聲聲壓級取算術(shù)平均值，冷態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下噪聲聲壓級測試值，即為第30分鐘測試值，并計算冷態(tài)下與熱態(tài)下噪聲聲壓級的差值； 對步驟一 b)中所述各測點的1/3倍頻程繪制在同一個頻譜圖上，冷態(tài)下1/3倍頻程測試值，即為第5分鐘測試值；熱態(tài)下1/3倍頻程測試值，即為第30分鐘測試值，在頻譜圖上比較冷態(tài)下和熱態(tài)下頻譜的差異； 對步驟一 c)中局部噪聲九點的測試值，相互間進(jìn)行差值對比，其中差值最大的作為最大局部噪聲級值； 步驟三:質(zhì)量判定: 定子鐵心磁化試驗時通過噪聲對定子鐵心質(zhì)量判別，按照以下三項進(jìn)行判別: A)鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲聲壓級差值，不大于5dB，dB為噪聲單位，無量綱；如果差值大于5dB，則存在鐵心松動的現(xiàn)象； B)鐵心冷態(tài)下和熱態(tài)下的噪聲1/3倍頻程頻譜圖，應(yīng)無異常差別；如果二者的頻譜圖明顯異常，則存在鐵心松動的現(xiàn)象； C)最大局部噪聲級差值，不大于3dB;如果最大局部噪聲相差3dB以上，則鐵心存在局部松動的現(xiàn)象。
【文檔編號】G01H17/00GK103759815SQ201410038029
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】茍智德, 富立新, 焦曉霞, 李翠榮, 張瑋 申請人:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司