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转子超速会直接或间接对定子产生显著影响,严重时甚至可能导致定子损坏。从电磁耦合角度来看,转子超速会使气隙磁场转速远超额定值,进而导致定子绕组感应的电动势与电流大幅升高,不仅会引发定子铁芯过热,还会加速绝缘老化进程;在机械应力方面,转子超速容易加剧转子不平衡问题,引发机组剧烈振动,这种振动会直接传递至定子,造成定子铁芯松动、绕组变形,极端情况下还可能导致端箍断裂;更危险的是,极端超速可能让转子部件飞脱或转子膨胀超限,与定子发生摩擦碰撞,对定子造成直接且严重的损坏。

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不同转速超限程度对应的定子影响

不同转速超限程度对应的定子影响

轻度超限(额定转速的1.05~1.1倍):此阶段定子受影响以电磁层面的轻微波动为主。转子超速导致气隙磁场转速略高于额定值,定子绕组感应电动势、电流小幅上升,铁芯温度出现短暂偏高,但未超出安全阈值。定子绝缘仅受到微弱的加速老化影响,机械层面无明显振动传递,铁芯、绕组等结构保持稳定,机组保护装置通常不会动作,停机后经检查可正常恢复运行。

中度超限(额定转速的1.1~1.2倍):电磁与机械双重影响开始显现且逐渐明显。定子绕组感应电流、电动势显著升高,铁芯过热现象加剧,绝缘老化速度加快,长期处于该状态会导致绝缘性能不可逆下降。同时,转子不平衡度增加引发机组振动幅度扩大,振动传递至定子后,可能造成定子铁芯轻微松动、绕组端部出现微小变形,端箍受力增大。此时保护装置大概率发出预警信号,若持续运行,会进一步放大定子结构损伤风险。

重度超限(额定转速的1.2~1.3倍):定子面临严重的电磁与机械损伤。定子绕组电流、温度急剧飙升,绝缘层可能出现局部过热碳化,甚至引发匝间短路隐患;剧烈振动会导致定子铁芯松动范围扩大,绕组变形加剧,端箍可能出现裂纹。部分情况下,转子与定子气隙不均匀度增加,引发电磁力波动,进一步恶化定子受力状态,保护装置会强制跳闸停机,若未及时停机,可能出现定子部件局部损坏。

极端超限(额定转速的1.3倍以上):定子遭遇毁灭性损伤风险。转子超速可能导致转子部件飞脱、转子膨胀超限,与定子发生直接摩擦碰撞,造成定子铁芯碎裂、绕组烧毁、端箍断裂等严重结构破坏;即便未发生直接碰撞,超高频气隙磁场也会使定子绕组感应出超大电流,瞬间击穿绝缘层,引发相间短路,进而导致定子整体报废,甚至伴随安全事故。