高 丹，王益轩，梁瑜洋，陈荣荣

（西安工程大学机电工程学院，西安 710048）

0 引言

大型汽轮发电机端部绕组的固定决定着发电机能否长期安全可靠地运行。定子端部绕组采用复合材料大锥环进行固定可以对整个定子端部起到有效的减振作用，缠绕玻璃钢大锥环是理想的抑制电磁振动力及突然短路下作用力的结构件[1]。目前，国内外600MW、900MW等大型发电机制造技术中，定子绕组端部的固定结构基本上都是采用缠绕玻璃钢大锥环结构固定的。美国西屋公司通过试验表明在三相短路产生最大端部形变下，大锥环支撑系统有效地均匀各元件的载荷，使线圈的变形和应变限制在极限范围内[2]。

大型汽轮发电机定子端部模态固有频率对发电机组的安全运行有很大的影响。汽轮发电机在运行过程中，将会受到100Hz以椭圆形式分布的电磁干扰力的作用。如果汽轮发电机定子端部绕组结构的固有频率与这种电磁力频率接近或相等时就会产生共振或较大的振动力，长时间会损坏线圈绝缘，导致端部短路烧坏发电机。因此，定子线圈或端部整体模态固有频率避开电磁干扰力频率是设计和制造必须遵守的准则[3]。

本文利用ANSYS/Workbench建立了复合材料大锥环的简化模型；在复合材料ACP模块中，运用复合材料经典层合板理论，采用环氧树脂为基体，玻璃纤维为增强体，对复合材料大锥环进行了铺层设计；将大锥环的半锥角作为设计变量，研究了不同角度下大锥环的结构变化，并对其进行了动态特性分析，计算出相应的固有频率和振型，避开发电机50Hz的工频和100Hz的电磁干扰力，为大锥环的设计提供了参考和依据。……