汽轮机轴封中换热计算的探讨

本文通过一维差分计算,研究不同换热计算方法对汽轮机轴封处放热系数及其对转子温度场的影响,推荐了一套考虑蒸汽热物性随蒸汽参数变化的计算公式,导出了内部节点和边界节点处的追赶系数。对K-300-240型汽轮机的实例计算结果表明,在放热系数足够大时,汽轮机转子轴封处传热的主要热阻取决于转子内部的导热热阻,为电厂热疲劳计算使用放热系数的简化公式提供了依据。     

国产600MW超临界汽轮机组冷态启动热应力有限元分析

本文主要研究利用matlab编制适用于计算各种汽轮机转子的放热系数的程序,然后利用marc有限元软件计算国产600MW超临界汽轮机转子在冷态中压缸启动工况下的温度场和应力场。最后根据计算和分析结果,对国产600MW超临界汽轮机机组的安全运行提出有实际工程意义的建议。     

600 MW超临界汽轮机受损转子热力耦合有限元分析

600 MW超临界机组汽轮机高、中压转子蒸汽参数高,转速高,工作环境恶劣,在运行过程中产生很大的应力变化,某600MW超临界机组由于某些原因导致转子断油烧瓦,严重影响到机组的安全运行.为了掌握转子的应力状态,保障转子安全运行,采用有限元软件ANSYS APDL对转子在冷态启动工况下进行有限元计算.基于工程热力学计算,求解转子各级的对流放热系数,将其作为边界条件加载到有限元模型上,进行温度场的计算和分析,然后通过采用热结构间接耦合法对转子的应力场进行计算分析,得到转子冷态启动过程的应力分布和应力集中的部位.计算结果表明,受损转子切削处理后等效应力小于屈服应力,但在调节级根部凹槽、挡油环与轴颈附近应力水平较大,此结论可为受损转子的安全性评估及寿命管理提供技术支撑.     

国产300MW汽轮机预防转子脆性损伤的研究

汽轮机冷态启动升速过程中,合理安排中速暖机,提高转子金属温度,预防脆性损伤是实现汽轮机安全运行的重要内容之一。本文应用有限元计算方法,对国产300MW汽轮机冷态启动升速过程中,高、中压转子温度场进行了计算。对预防转子脆性损伤进行了分析,并提出了预防措施和建议。     

汽温非线性变化时汽轮机转子的热应力

汽轮机启动时,汽温变化通常是非线性的;本文对汽轮机实际启动时转子热应力的变化规律进行了分析与计算,提出了汽轮机实际启动过程转子热应力的简化计算方法.     

汽轮机转子变物性热弹塑性有限元分析

本文以经典的热传导理论和热弹塑性理论为基础,考虑到材料物性随温度变化的特性,导出有限元方程,并编制了空间轴对称的热弹塑性分析程序,经考核获得满意结果。文中对冷态启动工况下国产N125汽轮机转子进行了温度应力分析,并讨论了影响放热系数的主要因素及放热系数对温度分布的影响,所得结论可供工程设计参考。     

汽轮机停机强迫冷却转子热应力计算模型热系数的确定

该文分析了汽轮机转子在强迫冷却过程中影响换热系数的各种因素 ,提供了一种换热系数的近似计算方法 ,并对 6 0 0MW汽轮机转子进行了计算 ,其结果是满意的。图 2表 2参 7     

1000MW汽轮机高压转子温度在线仿真计算方法的研究

对1 000MW超超临界汽轮机,利用有限元法验证了热应力监控中以高压内缸内壁温度代替转子外表面温度的正确性;采用惯性环节法、差分法、有限元法分别计算了冷态启动、温态启动、热态启动和极热态启动过程的高压转子的体积平均温度和转子中心温度,并进行了温差计算的精度分析,验证了惯性环节法的精度和适用性,并为惯性环节法在其他大型汽轮机转子热应力监控中的应用给出技术路线。     

国产300MW汽轮机预防转子脆性损伤的研究

汽轮机冷态启动升速过程中,合理安排中速暖机,提高转子金属温度,预防脆性损伤是实现汽轮机安全运行的重要内容之一。本文主要论述应用有限元计算方法,对国产300MW汽轮机冷态启动升速过程中,高、中压转子温度场的计算结果。对预防转子脆性损伤进行了分析讨论,提出了预防措施、方法和具体建议。本文所提出的措施和建议,以及温度场图谱,可供研究分析国产300MW汽轮机安全运行状况和修订运行规程时参考。     

S109 FA燃气-蒸汽联合循环中汽轮机的热应力分析与控制

介绍了汽轮机热应力的形成和计算方法。对启动过程中产生的转子热应力进行了分析,从温度匹配、进汽方法、控制蒸汽品质等方面阐述了GE公司S109FA联合循环中汽轮机转子热应力控制方法。     

笼型无刷双馈电机转子导条优化设计

针对笼型无刷双馈电机转子设计方法不完善的问题,从分析笼型无刷双馈电机的内部磁场入手,推导了无刷双馈电机在稳态运行时转子电流的解析表达式,利用迭代法在考虑转子电阻的情况下选择最合适的转子导条截面积,为笼型无刷双馈电机的转子设计提供了理论依据。通过有限元仿真,验证了理论推导的正确性。研究结果不仅有助于在设计时快速计算笼型无刷双馈电机转子电流,也有助于优化转子结构设计。     

开槽实心转子电机转子端部系数的计算与比较

开槽实心转子异步电机转子的三维非线性涡流场计算量大,常采用二维有限元结合光滑实心转子端部系数的方法简化计算。但在转差率增大时,采用光滑转子端部系数仿真计算的误差明显增大。根据开槽实心转子涡流分布随转差率变化的规律,提出适用于全转差率范围的开槽转子端部系数。依据该端部系数修正转子电阻率,并采用非线性有限元计算开槽实心转子电机电磁场,可考虑转子端部效应以及定、转子铁心磁路饱和的影响。在不同工况下,对两台不同转子槽数的开槽实心转子样机分别采用不同转子端部系数进行仿真计算,并与实验结果比较。该文提出的开槽转子端部系数的仿真与实验结果较吻合,且在转差率较大时,开槽转子端部系数随转子槽数增多而增大。可为准确计算开槽实心转子电机参数及其设计优化提供依据。     

汽轮发电机转子工频振动的原因分析与诊断

分析并总结了汽轮发电机气隙偏心、励磁绕组匝间短路、转子冷却风道局部堵塞、励磁绕组与转子本体及护环不对称摩擦力、定转子碰摩、转子支撑系统连接松动、机械不平衡故障时,汽轮发电机转子振动特性和发电机电磁特性,为现场发电机工频振动诊断提供了分析判断的思路和方法。     

某300 MW机组高中压转子振动故障的准确诊断

针对某300 MW机组运行中高中压转子振动爬升问题,通过分析冷态和热（温）态转子振动特性差异和转子弯曲量的减小等异常情况,诊断振动故障源于转子存在裂纹,热态下导致转轴刚度的降低和平衡状态的恶化。抽转子探伤检查发现转轴确实出现严重的裂纹,证实了诊断结论的准确性。及时停机检查和发现裂纹避免了机组继续运行可能发生的断轴毁机灾难性事故。文章还分析了该转子裂纹的产生过程以及对火电机组深度调峰和灵活性运行可能对转子安全性产生的影响。     

采用拼接式转子的内置永磁同步电动机的优化设计

针对传统内置永磁同步电动机漏磁系数较大,隔磁桥机械强度较差等特点,提出一种拼接式转子,这种转子具有若干个独立的铁心,用高强度非铁磁部件通过鸽尾形槽把这些铁心拼接起来,这种转子不需要隔磁桥,所以这种转子能够有效限制漏磁。拼接式转子的铁心具有一些磁障(空气槽),这些磁障可以影响气隙内的磁场分布从而实现近似正弦分布的气隙磁密波形。初步设计了一台基于拼接式转子的3 k W电动机,采用田口法对转子磁障的关键参数进行了优化,并对拼接式转子和传统内置永磁转子进行了对比分析,结果表明所提出的拼接式转子优于传统内置永磁转子。     

等距笼型转子无刷双馈电机的有限元分析

针对笼型无刷双馈电机的效率较低的问题进行研究,电机效率与转子磁场极数转换效率和转子漏阻抗参数相关,对转子结构进行优化设计是提高电机性能的根本途径。在分析现有笼型转子的特性基础上,提出等距笼型的新转子结构。新转子具有公共端环和独立叠式转子导体回路,每个转子导体回路的节距相等。利用ANSYS软件对不同笼型转子结构的磁场进行有限元分析,计算出转子磁动势谐波含量和转子漏阻抗参数。结果表明,新转子结构无刷双馈电机的转子电阻和漏电抗小,与定子功率绕组和控制绕组极数相对应的转子谐波磁场含量高,其他高次谐波磁场含量低。     

Improved Radial Force Modeling and Rotor Suspension Dynamics Simulation Studies for Double-winding Bearingless Switched Reluctance Motor

The rotor radial force is changed by adjusting the windings current value to control rotor suspension for various kinds of bearingless switched reluctance motor (BSRM). To accomplish the BSRM's suspension control, the radial force analytical model is necessary. Currently the mathematic relationship among radial force, winding currents, and rotor rotation angle has been built for double-winding BSRM, but the rotor eccentricity displacement has not been considered. That is, the existing radial force analytical model only can be used to analyze rotor radial force when rotor shaft is located in the central position. Actually, the rotor radial force is significantly affected by the rotor shaft eccentricity displacement. It is difficult for the bearingless motor to keep the rotor shaft staying in the central position, and the rotor shaft always runs around the central position with an eccentricity displacement. The rotor eccentricity caused by the radial force is considered in the paper to obtain the air-gap permeance and the windings inductances. Furthermore, the radial forces analytical model considering the rotor eccentricity displacement is derived. Finally, the finite-element method (FEM)-based results are applied and the dynamics simulation using the proposed model is accomplished to verify the correctness of the model.     

燃料电池空压机电机转子结构研究

针对燃料电池空压机高速电机转子易因高速失稳而损坏、因转子过重而导致空气轴承加速磨损的问题，使用有限元法对不同转子结构的转子应力和临界转速进行了研究，提出了一种轴向预紧固定磁钢的空心转子结构。以一台额定功率35 kW，峰值转速100 000 r/min的超高速永磁电机为例，综合对比分析了不同转子结构在转子强度、临界转速、质量、转动惯量、装配工艺性以及可靠性等方面的优缺点。对比结果表明，虽然新转子结构在转子强度上稍差于几种常见转子结构，但在其他方面均具有优异的特性。最后，根据新转子结构制作了空压机样机，试验结果表明，该样机可以在100 000 r/min转速下稳定运行，验证了新转子结构设计的合理性。     

主动磁轴承控制器对Jeffcott转子裂纹故障特征的影响

建立主动磁轴承(active magnetic bearing,AMB)系统中裂纹转子的动力学模型,从理论上分析主动磁轴承转子系统中裂纹转子的动力学特性,讨论主动磁轴承的控制方法及控制参数对转子裂纹故障动力特性的影响,以及裂纹对主动磁轴承转子系统的稳定性影响等问题。结果表明,主动磁轴承转子系统中转子的裂纹故障动力特性比传统的裂纹转子的动力特性更为复杂。控制器采用PID控制方式时,传统的用来诊断转子裂纹故障的特征参数在一定条件下能被继续用来检测裂纹的存在;同时,研究结果证明,控制器采用最优控制时,不能采用传统方法检测裂纹。     

大功率高速永磁电机柔性转子系统模态分析

高速电机的转速高、转子细长,与常速电机相比接近临界转速的可能性大大增加,当电机额定转速接近临界转速时,电机会发生剧烈的振动,甚至使转子损坏。大功率高速电机的转子长度远远大于转子直径,很难设计为刚性转子,需要穿越1阶临界转速,工作在1阶临界转速和2阶临界转速中间的安全区域,而这个安全区域的范围却很小,这对大功率高速电机转子系统的动力学设计带来了极大的困难。基于一台1.12MW、18 000r/min的高速永磁电机,对转子系统的动力学特性进行理论分析,对有叶轮和无叶轮状态下的转子模态和临界转速进行计算,分析轴承支承刚度、陀螺效应以及转子主要尺寸对临界转速的影响,并通过样机进行了实验验证,总结了相应的规律,为大功率高速电机挠性转子的设计提供了参考。