大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响

汽轮发电机通风冷却技术对汽轮发电机的容量和性能有决定性的影响．针对大容量汽轮发电机通风冷却要求高的问题,以某大型空冷汽轮发电机定子为例,依据CFD原理,提出了两种改变结构的方案,保持铁芯的总有效长度不变,改变铁芯叠片的厚度不改变风沟数量和改变风沟的数量．模拟不同结构定子内部的流场和温度场,分析原结构和变化后结构的流场和温度场,以及电机各部分温度的空间分布特性,比较定子在不同结构下的运行性能．合理布置电机的通风结构,提高传热介质的利用率,降低铁芯与绕组等的温升．研究结果表明变结构后模拟最大温升为118℃,比原结构模拟结果的温升有所降低,且流场温度场分布更均匀,为大型空冷汽轮发电机定子的结构设计提供理论依据．     

CFD在空内冷汽轮发电机转子冷却设计中的应用

在计算机技术不断发展的进程中,空内冷发电机在进行设计时,主要通过对冷却状态的分析以及对相关数值模拟计算的方法,来对发电机中流通的电流进行模拟分析,从而帮助建立最佳的设计方案,应用该设计方案对空内冷汽轮发电机进行设计,可有效提升空内冷汽轮发电机应用的社会效益和经济效益。本文就主要利用CFD软件来对空心导线通风冷却的具体运行参数进行计算,得出CFD在空内冷汽轮发电机转子冷却中的应用价值,希望本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考。     

大型四极汽轮发电机定子温度分布

以新研制的AP1000水氢氢冷却四极汽轮发电机定子作为研究对象,分析其冷却结构、冷却方式以及冷却介质的冷却性能.为了与转子的槽建立一一对应的结构关系,建立整机机组1/32圆周结构的定子、转子和气隙的三维模型,利用计算流体力学原理计算,得到定子铁心、磁屏蔽、压板、铜线圈的温度分布规律以及各部件产生最高温度的位置,得出最大温升在工程允许的合理的范围之内,为汽轮发电机安全稳定的运行提供保证.     

空冷汽轮发电机转子温度分布

为了研究汽轮发电机转子温度分布情况,以某型空冷汽轮发电机转子为研究对象,建立三维物理模型。依据CFD原理,利用合理的基本假设和边界条件,对转子内冷却介质和固体部件的温度场进行数值求解,分析转子的温度分布。计算结果表明转子线圈温度最高达到了102℃,位于转子直线段的端部,没有超过温度限制;转子线圈整体平均温度为88.0℃,厂方试验值为87.5℃,误差为0.57%,所得结果为汽轮发电机的安全运行提供保障。     

具有自调节通风性能的大型永磁同步发电机内流热特性数值研究

为了探究具有自调节通风功能的结构紧凑型大型永磁同步发电机内部流体流变特性及温升分布规律,以一台6 MW永磁同步发电机为例,基于电机学和数值传热学理论,结合流-热耦合机理,根据电机实际冷却结构选择一个周期作为求解域,建立三维流体场与温度场耦合分析数学模型及物理模型. 采用有限体积元法对永磁同步电机三维温度场进行数值研究,对发电机定转子铁心、定子绕组与绝缘以及永磁体的温升分布特性进行详细分析. 通过与电机绝缘温升限值的对比分析,验证了其求解方法的合理性以及计算结果的准确性,为永磁同步发电机温升的计算及通风结构的设计提供参考依据.     

汽轮发电机转子风路堵塞时的温度场数值分析

大型汽轮发电机结构紧凑,气隙狭小,其运行的安全可靠性依赖于冷却系统的散热能力.因而,若其冷却系统维护不当,发生通风道堵塞故障,造成的后果不堪设想.为详细了解风道堵塞对转子流场及温度场的影响,以一台150MW空内冷汽轮发电机为例,建立转子径向通风道发生堵塞时的二维流动与传热物理和数学模型;同时给出边界条件和假设条件,采用...     

空冷汽轮发电机定子风道中气体运动流场的数值模拟

以某吸入式空冷汽轮发电机定子结构为例,采用Fluent程序对定子风道中的气体运动流场进行了模拟,分析了气体运动状态对定子风道气体运动流场的影响,得出了气体运动粘性对气体运动流场有明显的影响.     

汽轮发电机冷却风扇的数值模拟及优化

为了深入研究汽轮发电机冷却风扇内的流动规律,并对其设计提出合理优化方案,对某汽轮发电机轴流式通风冷却风扇的原始模型在流量为25m3/s的工况下进行了CFD流场数值模拟,通过改变叶片安放角和叶片扭转角,得到冷却风扇计算效率和叶片安放角及叶片扭转角之间的关系.计算结果表明:在一定范围内,风扇效率和叶片安放角及叶片扭转角之间都呈近抛物线变化关系,在特定叶片安放角和叶片扭转角附近风扇效率最高.经叶片修型后的轴流风扇效率较原模型提高了15.8%.     

汽轮发电机失磁异步运行的耦合场有限元分析

为了准确模拟汽轮发电机失磁故障发生后的运行状态,建立了场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,把电机的电磁场方程和定转子的等效电路方程进行联立求解,得到失磁故障过程中定子端电压、定子电流、转速、有功功率等变量随时间变化的波形,以及转子中涡流场的分布;通过间接耦合实现了失磁过程中转子的温度场计算.对1 000 MW汽轮发电机励磁绕组失磁进行了时步有限元分析,并通过转子温升计算和有功、无功功率波动结果可知：汽轮发电机失磁后,转差率、有功功率及转子铁心温度均在限定值内,但定子电流值过大,应采取及时的保护措施.     

自力风扇性构件诱发的电机内流型演变特性研究

大型电机内流体流动及温度分布与自力风扇性构件的结构性能密切相关,建立考虑具有自力风扇性构件性能的径向通风槽钢动态效应的电机内流场理论分析模型,并对其内部流场流型演变特性进行研究是电机领域的迫切需求. 以一台6.5 MW双馈水轮发电机为例,利用流体场基本理论及数值研究方法,建立三维非定常紊流流场求解模型,并通过有限体积法,分析转速及转子径向通风槽钢的结构形态对电机内流场流变特性的作用以及影响程度,进而探究转子径向通风槽钢作用下的电机内流体场流型演变规律,为电机径向通风槽钢的结构设计及通风性能优化提供借鉴.     

双轴励磁同步发电机的动态稳定性研究

本文阐明了双轴励磁同步发电机（ｄ．ｗ．ｒ）的动态稳定性的分析方法和所得到的结论。与常规绕制转子（ｃ．ｗ．ｒ）汽轮发电机的特性相比较,ｄ．ｗ．ｒ发电机能够不改变转子磁通相对于气隙磁通的位置,满意地控制有功和无功输出。在超前功率因数运行时,从空载到满载都能达到额定定子电流,并允许电压调节器增益在较大范围内变化,从而显著地提高了动态稳定极限。因此,采用ｄ．ｗ．ｒ发电机可供系统需要的发电设备和并联电抗器数目最少,带来明显的经济效益,具有极大的研究和应用价值。     

大型定子内永磁风力发电机的设计

提出新型定子内永磁发电机的基本结构和工作原理,根据国内风力发电设备生产和应用的实际情况,进行1.5 MW定子内永磁风力发电机的设计工作.接着提出定子内永磁风力发电机的主要设计参数和设计原则,最后给出直接驱动定子内永磁风力发电机的设计实例.设计和分析结果表明大型定子内永磁风力发电机设计方案的可行性和正确性.     

新型集中绕组小型永磁风力发电机的设计与分析

介绍一种新型绕组连接方式的永磁无刷电机,采用特殊的定子槽/转子极配合,功率密度高,定位力矩小,适用于小型风力发电系统.以一台三相24/22极样机为例,分析其结构特点和运行原理,并基于有限元法,研究其设计过程.在此基础上,对样机的感应电动势、电磁转矩、输出功率、效率等进行实验验证.结果表明：该种电机在无需斜槽或斜极的条件下,采用集中绕组即可获得正弦电势,且保持较高的功率密度和效率,为小型风力发电机的选型提供一种新的方案.     

大型超（超）临界发电机组匝间短路及相应保护配置分析

对于大型超（超）临界机组发生匝间短路故障,随着电抗的增大和定子绕组、电阻的减少将使短路电流水平下降,导致保护的灵敏度降低,因此普通的保护如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超（超）临界汽轮发电机．实践证明,发电机发生匝间短路故障后,随着短路匝数的增加,转子二次谐波电流以及单元件横差电流均有较大的变化,以此构成的相应保护方案将能够可靠动作．着重讨论了匝间短路后各电气量的变化对继电保护的影响以及匝间保护在实际中的应用．     

振动偏心时定子绕组短路对振动特性影响分析

考虑了实际运行的发电机普遍存在的振动偏心状态,对定子匝间短路引起的发电机振动特性进行了机电耦联交叉特性分析。首先分析定子绕组匝间短路后气隙磁场变化特征,计算得到气隙磁导、气隙磁密和气隙磁场能的表达式,然后得到作用于转子的不平衡电磁力特性和作用于定子的脉振电磁力特性,最终得到定转子径向振动特征。并实际测试了SDF-9型和MJF-30-6型故障模拟发电机定子绕组匝间短路时定转子径向振动信号,与理论分析结果基本吻合。     

三相倍极感应励磁同步发电机运行性能研究

在三相倍极感应励磁同步发电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定子直流绕组建立的倍极静止磁场感应产生的，这种励磁电流获得方式及倍极静止磁场的存在，势必影响电机的运行性能，本文对此进行了理论分析及实验研究．结果表明：倍极磁场的存在确会影响电机的运行性能，但由于转子绕组的特殊工作状态，产生一定的转子励磁电流所需的倍极静止磁场气隙合成磁密很低，故电机的工作特性、电压波形、振动和噪声等均无明显恶化．