核电无刷励磁机转子不平衡磁拉力与整流桥二极管开路故障的关联特性研究

摘要

针对核电无刷励磁系统的旋转整流器二极管易发生开路故障,导致励磁机电枢电流分布不对称,转子承受不平衡电磁力作用的问题,以一台核电5.8 MW三相无刷励磁机旋转整流器的一个二极管开路故障为例,结合电枢绕组空间布局及其感应电动势特点,分析了旋转整流器二极管的导通规律及二极管开路故障前后电枢磁场的变化特征,得到转子不平衡磁拉力的解析表达式和谐波特征,进一步结合矢量分解原理及各相绕组通断规律预测了转子在x′轴和y′轴方向的振动频率。通过有限元仿真得到转子不平衡磁拉力与二极管开路故障的关联特征,验证了二极管故障后转子不平衡磁拉力的基频、(P±1)倍基频、(2P±1)倍基频等谐波幅值显著增大的预测。