端部结构参数对1550MW核能发电机漏磁及涡流损耗的影响

端部结构参数对大型汽轮发电机的漏磁和涡流损耗有较大影响。以1 550 MW半速核能发电机为研究对象,采用三维时步有限元法,综合考虑材料非线性、转子旋转以及发电机端部实际三维结构等因素,对发电机端部漏磁及端部构件上的涡流损耗进行计算研究。分别改变屏蔽层厚度、定转子端部铁心相对长度、定子端部绕组直线段长度以及端部铁心阶梯高等结构参数,计算相应的端部漏磁和涡流损耗,通过对计算结果的分析,得出不同结构参数对端部漏磁和涡流损耗大小及分布的影响规律。所得结论为减小发电机端部漏磁及涡流损耗,优化端部漏磁及涡流损耗分布提供依据。     

大型汽轮发电机失磁异步运行分析计算

通过对大型汽轮发电机失磁异步运行电磁过程的分析,建立了以发电机为主,包括电网、励磁系统和原动机调速器系统在内的整体数学模型,并结合发电机转子涡流场和定子端部磁场的有限元分析计算,对600 MW汽轮发电机失磁异步运行进行了仿真研究,为发电机的设计和运行提供理论依据.图14参2     

汽轮发电机进相运行时端部损耗的数值计算

指出了汽轮发电机作进相运行时,其定子绕组端部漏磁场随着进相深度的增加而变大,因此引起定子绕组端部结构件的涡流损耗及温升也逐渐加大。以660 MW汽轮发电机为例,采用二维及三维相结合的方法来计算汽轮发电机定子绕组的端部损耗,对额定工况及进相工况下的端部损耗进行了计算及分析,验证了该方法的可行性。     

汽轮发电机失磁异步运行能力研究

汽轮发电机失磁异步运行后,其出力、定转子电流均与额定工况大不相同。判断电机的失磁异步运行能力,需要从定子线棒、转子线圈、转子铁心和定子端部四个方面的损耗大小。文章在对失磁异步运行仿真的基础上,以一台350 MW汽轮发电机为例,用二维和三维有限元法,从这四个方面加以分析,最后得到了电机的失磁异步运行能力。     

大型汽轮发电机失磁异步运行研究

本文通过对大型汽轮发电机失磁异步运行电磁过程的分析,建立了以发电机为主,包括电网、励磁系统和原动机调速器系统在内的整体数学模型,并结合发电机转子涡流场和定子端部磁场的有限元分析计算,对600MW 汽轮发电机失磁异步运行进行了仿真研究,为发电机的设计和运行提供理论依据。     

大型汽轮发电机定子端部磁场与参数的准确计算与分析

建立了用三维正弦行波磁场有限元法计算汽轮发电机定子端部磁场的数学模型,提出了一种能准确反映定子绕组端部渐开线分布的电流密度的离散表达式,给出了用能量法计算定子端部漏抗的计算公式,并在此基础上以一台600MW汽轮发电机为例分析端部结构件中涡流,定、转子铁心长度等因素对定子端部漏抗的影响,得出了一些有价值的结论.     

大型空冷汽轮发电机定子端部漏抗的数值计算

建立了汽轮发电机端部三维电磁场的数学和物理模型,采用二维和三维磁场耦合的方法确定边界条件,对汽轮发电机端部电磁场进行计算。采用能量法对定子端部漏抗的计算公式进行推导,并以QF-150-2型发电机为例,对定子端部漏抗参数进行了计算,分析了端部结构件中的涡流对定子漏抗参数的影响。     

磁场调制型磁齿轮端部漏磁屏蔽及其试验验证

为降低磁场调制型磁齿轮涡流损耗提高其传动效率,本文提出了一种磁齿轮端部漏磁屏蔽方法,即在磁齿轮内、外磁环的轴向端部安装封闭的硅钢片磁屏蔽环,从而改变磁齿轮端部磁场分布,降低端部周围金属构件产生的涡流损耗。首先建立磁齿轮三维有限元模型,通过研究端部漏磁对磁齿轮转矩的影响确定轴向长度设计值。计算验证结果显示采用该磁屏蔽方法后磁齿轮端部漏磁明显减少。最后通过试验测试发现端部漏磁引起损耗占磁齿轮整体损耗主要部分,验证了该屏蔽方法可以有效减少端部漏磁,提高磁齿轮传动效率。为提高磁齿轮传动性能提供了一种新的思路。     

大型空冷汽轮发电机端部磁场数值计算

针对空冷汽轮发电机端部磁场计算中存在的问题，采用 三维有限元法建立了大型汽轮发电机端部三维涡流场的数学模型，模型充分考虑了定、转子铁心的端部效应和定子齿压指、压板、磁屏蔽、压圈等端部结构件和定、转子端部线圈的实际几何形状以及材料性质的影响。提出用二维磁场和三维磁场耦合求解的方法确定边界条件，该方法既能够保证计算精度又减少了求解区域，节省了计算时间；并给出了定子绕组端部渐开线模型的网格生成方法，利用该方法能准确模拟电机端部绕组的实际情况；以1台QF-150-2型空冷汽轮发电机为例，计算了计及涡流时汽轮发电机空载、满载端部电磁场，给出了电机端部结构件中磁场的分布和一些有价值的结论，计算结果验证了方法的有效性。     

大型汽轮发电机铜屏蔽优化设计研究

大型汽轮发电机在额定和进相运行期间，由于定、转子绕组端部存在较大的漏磁场，易引起定子端部结构件产生损耗和发热问题。本文针对一台1100MW汽轮发电机在实际工程应用中出现的铜屏蔽局部温升过高问题，从增大磁阻降低涡流损耗和增大散热面积降低温升两个角度，对铜屏蔽进行了多个方案的优化设计，并采用三维瞬变场有限元法对优化方案和原方案在额定工况下的端部结构件损耗进行了计算对比，由此确定最终的铜屏蔽优化设计方案，解决了铜屏蔽底角温升过高的问题，具有一定的工程应用价值。     

用GALERKIN有限元法分析三维及准三维涡流场

本文采用Galerkin有限元法推导了三维,准三维涡流磁场的弱解形式.并利用所得结果,计算了一台三十万千瓦汽轮发电机端部磁场.     

考虑分段处电磁影响的潜油电机端部漏抗

针对隔磁段和扶正轴承处漏抗对潜油电机起动转矩倍数、最大转矩转矩倍数和起动电流倍数等性能指标有较大影响的问题,研究了其有限元求解方法.结合潜油电机特殊结构建立了部分铁心、半个隔磁段和半个扶正轴承电机的三维数学模型,通过求解其磁场储能得到漏磁引起的漏抗并将其计入电机的常规端部漏抗中.采用YQY114P型31 kW潜油电机,进行实验验证,数据对比表明考虑分段处电磁影响后的电机性能指标更接近实验结果,相对误差在7%以内.在此基础上,通过大量计算得到潜油电机端部漏抗曲线族.     

潜油电机端部漏抗的分析与计算

为准确计算潜油电机定、转子端部漏抗,基于三维有限元法,在充分考虑定转子隔磁段影响的前提下,提出了潜油电机定转子端部漏抗标么值的计算方法,并与传统异步电动机设计方法相比较。该计算方法物理模型简单,得到的潜油电机工作性能更符合实验数据,有效提高了设计准确度。     

汽轮发电机运算电抗和频率特性的数值计算

本文用有限元法对异步运行时一台125MW汽轮发电机内的二维涡流场进行了计算,得到了定、转子光滑,定、转子开槽,励磁绕组开路和闭合等多种情况下发电机的运算电抗和频率特性.通过分析,最后得到了一些对实际计算和运行很有意义的结论.     

潜油电机设计方法研究及验证

潜油电机是一种立式工作的特殊三相异步电动机,其结构细长,定转子采用分段结构,每两段定转子之间分别装有隔磁段和扶正轴承.显然普通三相异步电机的设计方法难以适用于潜油电机.修正了潜油电机端部漏抗和隔磁段漏抗的计算方法,并采用流体力学的基本理论,推导出了转子与润滑油之间的油摩损耗的计算公式,计算了扶正轴承中的涡流损耗,改进了潜油电机的设计方法.设计制造了两台样机,一台装有隔磁段,另一台没有隔磁段,旨在考核分段处结构对电机电磁参数和性能指标的影响.实验结果验证了所改进设计方法的正确性,同时得到隔磁段对电磁参数和性能存在较大影响,设计时应充分考虑.     

空载、三相短路和进相运行时汽轮发电机的端部磁场

文献[1]导出了汽轮发电机端部电流密度表达式和复电磁场方程的有限元离散格式,提出了确定各涡流区边界上任意给定点的标量电位值,以保证电流连续性的方法。本文在此基础上,计算了一台30万瓩汽轮发电机在空载、三相稳态短路和功率因数由迟相到进相变化时的端部漏磁场,绘出了不同工况下端部构件表面法向磁密和构件内损耗密度分布图,得出了一些有用的结论。     

汽轮发电机端部3D涡流场计算中定子线圈端部渐开线的三维解析表示

在计算汽轮发电机端部的三维瞬态涡流场和绕组电动力过程中，由于承载电流的定子绕组端部部分结构复杂，普遍的把沿圆周分离的分布绕组等效为一个周向连续的电流层的方法误差大，已不能适应三维场的数值求解要求。因此，如何准确描述激励电流源的空间几何位置是解决问题的关键之一，有必要对定子线圈端部渐开线进行准确的三维解析表示。本文给出了电机定子绕组端部渐开线部分的三维空间参数表达式，并用计算机进行辅助绘图处理。