发电机定子绕组端部电磁力特性与鼻端扭矩计算

针对大型汽轮发电机端部结构，提出了采用镜像原理、比奥萨格尔定律和叠加原理计算定子绕组端部电磁力密度解析式的方法。以国产600 MW汽轮发电机定子绕组端部为分析对象，分别对一个极距内定子端部绕组在出槽口直线段、渐开线段和鼻端等不同位置处的轴向、径向、切向和合成的电磁力密度进行计算与分析。结果表明,各相绕组内线棒所受的轴向、径向、切向电磁力密度和合成的最大值出现的位置是有规律的，一般位于相带交界处, 相带始端或相带末端，并给出了在出槽口部分、渐开线部分和鼻端部分所受力最大值及其位置。计算了鼻端所受的扭矩，并找出了最大扭矩出现的位置，为定子绕组端部的绑扎固定和在线监测提供了参考。     

大型汽轮发电机端部电磁场数值分析

为解决大型汽轮发电机在不同运行条件下端部绕组的动力响应问题,基于全变量法,首先建立了汽轮发电机动态性能计算机仿真的等效电路模型和计算方法,以及端部涡流场、电磁力数值分析的三维有限元模型和计算方法;然后应用前述的模型和计算方法,采用有限元分析软件ANSYS,对某台大型汽轮发电机不同运行工况下的端部动态涡流场、电动力进行了数值分析和计算.研究结果表明,该方法在大型汽轮发电机绕组工程设计方面具有一定的指导意义.     

大型汽轮发电机定子绕组端部电磁力解析计算

为了研究汽轮发电机运行时定子绕组端部承受的电磁力,根据电磁场的基本理论,推导了汽轮发电机定子端部区域电磁场以及绕组所受电磁力的计算公式,利用镜像法建立了定子绕组端部电磁场的数学模型.通过解析计算,分别得到了定子绕组端部在稳态运行和短路运行条件下所受电磁力的分布情况,并对计算结果进行了详细分析.分析结果显示,该解析计算具有一定的实际应用价值.     

大型发电机定子端部绕组的电磁特性

依据电磁场基本方程，推得汽轮发电机定子端部绕组区域磁场分布的统一表达式，以及各段绕组所受电磁力的计算式。通过计算，得到端部绕组区域磁感应强度和绕组所受电磁力的分布图，并对结果进行详细分析，指出不同区域电磁力最大值所在的位置及相应的数值。所得结论具有一定实际指导价值。     

大型汽轮发电机端部绕组电动力三维有限元分析

为研究不同工况(故障)下大型汽轮发电机端部绕组电动力,首先建立了其三维有限元数值分析的数学模型;然后采用ANSYS商用软件,对不同运行工况下某600 MW大型汽轮发电机端部绕组电动力进行了计算和分析;最后,得出了具有一定工程指导价值的结论.研究结果表明,该研究为进一步进行电机优化设计奠定了基础.     

汽轮发电机端部绕组鼻端引水线的电磁力与固有特性

依据麦克斯威尔方程，并采用分离变量法，给出大型汽轮发电机运行时定子端部鼻端处磁场分布的表达式。在此基础上，根据洛仑兹力的表达式和简化的模型，得到鼻端空心绕组引水线所受电磁力的计算式。运用有限元方法，对给出不同设计方案下的力学模型，分析鼻端空心绕组引水线的固有振动特性，并给出固有振动的各阶频率值和相应的振型图。通过得到的固有振动频率值，并与电磁力激发的强迫振动频率值进行比较，对不同情况下鼻端引水线在运行时的安全性进行一定的分析。     

大型汽轮发电机定子端部绕组的动态优化设计

将大型汽轮发电机定子端部绕组及支承简化为连续锥壳——板组合结构。在ANSYS平台上设计了几何建模和模态分析的参数化程序,建立了定端结构的参数化动态仿真模型,以支承板的数量及位置、锥壳的半锥角为设计变量,进行了定端结构动特性的灵敏度分析和动态优化设计。通过大量计算分析得出了最佳结构型式为支承板均布且数量为17、锥壳的半锥角为24.6°。这种定端结构型式具有良好的动态特性,且安装制造方便,为300 MW和600 MW大型汽轮发电机定子端部绕组的固定提供了重要的设计手段和依据。     

基于Pro/E的汽轮发电机定子绕组精确建模

汽轮发电机端部绕组的固定一直是影响发电机正常运行的核心问题,但由于定子绕组端部结构复杂,二维设计难于达到要求。通过计算机建立三维模型,可以精确地进行计算及仿真。利用Pro/Ewildfire的参数化立体建模功能,依据汽轮发电机定子绕组形成原理,给出了建模方法,精确建立了汽轮发电机定子绕组的三维模型,最后通过计算机仿真,结果比较满意。     

永磁同步电机常用转子结构的电磁振动分析

由于转子永磁体和定子铁芯之间存在极强的电磁吸力,当转子旋转时会引起电机定子的机械振动。现对不同转子结构的永磁同步电机的电磁振动问题进行分析比较,包括表面式、内置式转子结构,其中内置式转子结构又分径向式和切向式转子结构。首先分析了永磁电机内部的电磁力分布,通过二维电磁场的分析计算,可以得到在不同转子位置时电机内部的电磁力分布。将电磁力耦合到电机的瞬态结构有限元模型中,可以计算得到永磁同步电机的振动特性。     

摆线副结构永磁复合电机的设计与分析

将摆线液压马达与永磁同步电机相结合,设计一种定转子为摆线副结构的永磁复合电机,给出了该电机的运行机理、电机各部分的设计方法,确定了永磁体的布置方式;对所设计电机进行有限元仿真,对比径向、切向电磁力大小,与同尺寸永磁同步电机输出转矩和功率进行对比.结果表明:所设计的复合电机能够提高切向电磁力的比例,增大电机的输出转矩,提...     

水轮发电机转子轴向位移与轴向电磁力

水轮发电机稳态运行时，定、转子磁场中心的轴向错位使定、转子间产生轴向磁拉力，影响推力轴承的稳定运行。文中用保角变换分析三峡水轮发电机转子的伸出端磁场，得到伸出端磁场的解析表达式，并由此导出转子端部的轴向电磁力的解析表达式，并应用多尺度法，得到转子系统轴向非线性振动的一次近似解。最后，使用某发电机组的电磁参数，计算该转子系统轴向位移和轴向电磁力的关系。     

汽轮发电机定子绕组端部振动在线监测系统的研究

汽轮发电机定子绕组端部在电磁力作用下,常常引起绕组端部松动和振动超标等缺陷,严重影响着发电机安全运行,对定子绕组端部振动进行实时在线监测是很有必要的。首先分析了绕组端部结构特点和受力振动情况,然后基于LabVIEW8.5语言和SQL Server2000数据库开发了定子绕组端部振动在线监测系统,采用FOA100光纤加速度传感器和瑞博华RBH8351采集卡,实时采集定子绕组端部振动数据,利用后台分析软件实时分析振动特征,功能包括信号采集预处理、实时参数设置、实时报警、时频域分析、振动趋势分析和历史数据查看等功能。     

大型汽轮发电机定子端部绕组的动力特性研究

在对300MW汽轮发电机的定子端部绕组进行细致模态试验和分析的基础上,提出一种近似计算方法,并以模型进行实验验证,取得满意结果。本研究对大型汽轮发电机组定子端部绕组设计计算有较大的适用价值。     

秦山CANDU机组发电机引水管绝缘层裂纹故障处理

发电机在运行过程中,定子线棒因受电磁力的影响,将受到两倍工频的径向交变力的作用。如果定子绕组端部的固有频率在两倍工频附近,将会产生共振,长期运行会对定子线棒端部线圈、连接水管、绝缘层造成严重影响。本文论述了秦山CANDU机组发电机定子端部引水管绝缘层裂纹的现象、原因分析及处理过程,并对当前国外厂家针对发电机绕组端部的固有频率测量原理及方法进行了详细论述,对于解决发电机此类问题具有较高的参考价值。     

高速电主轴非接触加载动态电磁力分析与计算

高速电主轴可靠性实验中非接触电磁加载装置需按实际载荷控制径向电磁力。为实现径向加载的闭环控制,建立了高转速加载时的动态电磁场解析模型,该模型综合考虑了实心加载盘高速旋转时产生的涡流磁场及对磁极原磁场的影响。对磁场解析模型的分析、求解得到了径向加载电磁力的解析表达式。解析计算结果表明磁极原磁场及加载盘转速是影响径向加载电磁力的主要因素。为验证解析计算的有效性,采用有限元法(FEM)建立了动态电磁场的三维仿真模型,得到了较为精确的仿真计算结果。为进一步验证径向电磁力分析的准确性,实测了加载盘在不同转速下的径向电磁力,结果表明计算值与实测值较吻合,证明动态电磁力分析与计算方法正确,研究结果可建立径向加载的控制模型。     

基于ANSYS的新型电磁离合器电磁特性研究

基于螺线管电磁铁原理设计了一种新型电磁离合器,为确定其关键结构参数,利用ANSYS对进行建模和仿真分析计算.论述了当新型电磁离合器内外齿间隙和内外齿相对长度发生变化时对电磁力的影响规律,同时分析了在不同内外齿间隙下新型电磁离合器磁通密度矢量图的变化情况.分析结果表明:电磁力随着内外齿间隙的增大而减小;随着内外齿相对长度的增加,电磁力先减小后增大.由此可选出合适的内外齿间隙和内外齿相对长度,为新型电磁离合器的进一步优化设计奠定基础.     

汽轮发电机径向滑动轴承性能研究

基于流体动压润滑理论,计入温粘关系和紊流效应,对汽轮发电机滑动轴承性能进行了理论研究。针对汽轮发电机滑动轴承结构,开发了适于工程应用的多种汽轮发电机用轴承性能计算程序。对汽轮发电机径向滑动轴承进行了计算,分析了轴承静动特性和稳定性参数,并验证了计算结果的可靠性。     

汽轮发电机转子径向通风冷却系统流量分配研究

在转子径向通风冷却系统中,副槽结构、径向风道分布、槽楔出风口直径等参数,直接影响转子风道冷却介质流动特性.为减少转子径向通风系统转子轴向的温差及其热应力,必须使转子沿轴向各径向风道内冷却介质流量分布尽可能均匀.针对转子径向通风冷却系统的结构特点,建立径向通风系统的冷却介质流量分配离散模型.应用该模型对300 MW水-氢-氢汽轮发电机和125 MW空冷汽轮发电机转子径向通风系统进行计算.分析探讨不同转子副槽结构对径向风道流量分配的影响.研究结果表明,采用变副槽结构设计可较好地调整各径向风道流量偏差,且副槽倾斜角存在最优值.研究结果对汽轮发电机转子径向通风系统的设计具有指导意义.     

转子绕组短路故障下不平衡电磁力计算方法

通过建立发电机有限元分析模型,得到故障下发电机内部磁力线走势、发电机气隙磁通密度的变化以及短路位置、短路匝数和励磁电流对转子不平衡电磁力的影响。对工程实际中常用的等效磁通法和磁势叠加法进行了分析比较,同时改进了现有的等效磁通计算方法。将两种方法不平衡电磁力的计算结果与有限元方法结果进行比较,指出了结果存在差异的原因。     

船用异步电动机电磁振动有限元分析

针对船用YH系列异步电动机电磁振动问题,在分析了电动机电磁振动的源头是径向电磁力波的基础上,介绍了有限元计算径向电磁力波的基本原理,利用有限元仿真分析软件对比分析了不同槽配合、不同转子槽形、不同气隙长度的径向电磁力波各次谐波幅值,从而找出了各个电磁参数与船用异步电动机电磁振动的关系,首次提出了低振动低噪声交流异步电动机电机电磁设计准则。