
轉子超速會直接或間接對定子產生顯著影響,嚴重時甚至可能導致定子損壞。從電磁耦合角度來看,轉子超速會使氣隙磁場轉速遠超額定值,進而導致定子繞組感應的電動勢與電流大幅升高,不僅會引發定子鐵芯過熱,還會加速絕緣老化進程;在機械應力方面,轉子超速容易加劇轉子不平衡問題,引發機組劇烈振動,這種振動會直接傳遞至定子,造成定子鐵芯松動、繞組變形,極端情況下還可能導致端箍斷裂;更危險的是,極端超速可能讓轉子部件飛脫或轉子膨脹超限,與定子發生摩擦碰撞,對定子造成直接且嚴重的損壞。
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不同轉速超限程度對應的定子影響
輕度超限(額定轉速的1.05~1.1倍):此階段定子受影響以電磁層面的輕微波動為主。轉子超速導致氣隙磁場轉速略高于額定值,定子繞組感應電動勢、電流小幅上升,鐵芯溫度出現短暫偏高,但未超出安全閾值。定子絕緣僅受到微弱的加速老化影響,機械層面無明顯振動傳遞,鐵芯、繞組等結構保持穩定,機組保護裝置通常不會動作,停機后經檢查可正常恢復運行。
中度超限(額定轉速的1.1~1.2倍):電磁與機械雙重影響開始顯現且逐漸明顯。定子繞組感應電流、電動勢顯著升高,鐵芯過熱現象加劇,絕緣老化速度加快,長期處于該狀態會導致絕緣性能不可逆下降。同時,轉子不平衡度增加引發機組振動幅度擴大,振動傳遞至定子后,可能造成定子鐵芯輕微松動、繞組端部出現微小變形,端箍受力增大。此時保護裝置大概率發出預警信號,若持續運行,會進一步放大定子結構損傷風險。
重度超限(額定轉速的1.2~1.3倍):定子面臨嚴重的電磁與機械損傷。定子繞組電流、溫度急劇飆升,絕緣層可能出現局部過熱碳化,甚至引發匝間短路隱患;劇烈振動會導致定子鐵芯松動范圍擴大,繞組變形加劇,端箍可能出現裂紋。部分情況下,轉子與定子氣隙不均勻度增加,引發電磁力波動,進一步惡化定子受力狀態,保護裝置會強制跳閘停機,若未及時停機,可能出現定子部件局部損壞。
極端超限(額定轉速的1.3倍以上):定子遭遇毀滅性損傷風險。轉子超速可能導致轉子部件飛脫、轉子膨脹超限,與定子發生直接摩擦碰撞,造成定子鐵芯碎裂、繞組燒毀、端箍斷裂等嚴重結構破壞;即便未發生直接碰撞,超高頻氣隙磁場也會使定子繞組感應出超大電流,瞬間擊穿絕緣層,引發相間短路,進而導致定子整體報廢,甚至伴隨安全事故。
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