混合定子铁心再制造电机三维温度场分析

针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合定子不同材料段铁耗;建立了混合定子铁心再制造电机热网络模型,利用等效热网络法计算得到节点温度;计算了混合定子铁心轴向生热率,利用定子铁心按损耗分布加载的精确温度场仿真方法对再制造电机和原电机的温度场分布进行研究,得到了再制造电机的温度分布规律,并分析了原因。制造了混合定子铁心再制造电机样机并进行了温升实验,验证了计算结果的正确性。     

1100MW级核电水氢氢汽轮发电机定子铁心温度场研究

以定子铁心采用轴向通风型式的1 100 MW核电水氢氢汽轮发电机为研究对象,运用流体网络等效回路法对风扇与通风系统进行了耦合计算,为温度场计算提供了准确的流动边界条件;运用热平衡法对定子铁心建立等效热网络并予以求解,得到了整个计算域内的温度分布;在发电机型式试验阶段利用间接法验证了上述计算结果的准确性。     

特殊绕组结构的空冷汽轮发电机定子三维温度场计算与分析

对于具有特殊股线结构的大型空冷汽轮发电机温度场计算具有一定的难度。文中推导了大型空冷汽轮发电机定子上、下层线棒的股线数和截面不等时绕组涡流损耗的表达式,求解出发电机额定运行时定子股线沿径向分布的菲尔德系数;建立了定子径向通风沟内二维流体场的物理模型和数学模型,采用有限体积法对其进行了数值计算;建立定子三维温度场的物理模型和数学模型。以1台大型空冷汽轮发电机为例,在先前推导的基础上,采用有限元法对定子三维温度场进行数值计算,给出了在发电机温度场求解域中的温度分布规律。将计算结果与实测结果进行比较,得出了一些有益的结论。     

浸润式混合强迫内冷的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场的仿真分析

汽轮发电机采用定子浸润与强迫内冷的蒸发冷却方式优越于传统的其它冷却方式,可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果,相应的温度场分析计算值得深入研究.本文以一台50MW汽轮发电机的定子为研究对象,首次提出了完整的采用铁芯浸润式与强迫循环绕组内冷结合的蒸发冷却电机的定子三维温度场的仿真计算模型,并分析了负荷变化以及定子绕组内冷对电机温度场的影响,对仿真计算与试验的结果进行了对比分析,为更大容量蒸发冷却汽轮发电机的设计、制造提供了理论依据.     

空冷汽轮发电机冷却气流风量 对定子内流体的影响

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型与数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;在保证总风量不变的情况下,分析改变定子、气隙风量对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度及电机各部分温度空间分布特性的影响。结果表明,适当增加气隙风量,会降低电机定子最高温度,还会降低电机定子最高温度与最低温度的温差。最后,以200 MW两级大容量空冷汽轮发电机为例进行计算,将计算结果与实测结果进行比较分析,证明该方法的准确性。     

大型水轮发电机定子径向通风沟与散热

建立了大型水轮发电机定子三维热传导方程,给出了与其相对应的混合边值问题的泛函和条件变化,采用传统计算定子径向通风沟风量的方法,并结合三维有限元法计算了大型水轮发电机定子量热段温度场,同时研究了齿部和轭部风速变化与电机定子绕组温升的影响。     

铁耗和环流损耗分布对定子温度场及 绝缘外表面散热系数计算的影响

以150 MW空冷汽轮发电机为例,建立电机二维电磁场数学模型,利用有限元方法对电机定子基本铁耗及其分布进行计算与分析,在此基础上对定子温度场进行计算,并与传统方法铁耗均匀分布情况下的温度场进行比较,给出了铁耗分布对定子温度场的影响;研究了计及每根股线的环流损耗与环流损耗平均分布2种方案下的定子温度场。在考虑上述基本铁耗和环流损耗的基础上,提出基于傅里叶导热定律和牛顿放热定律的通风沟内主绝缘外表面散热系数计算新方法,为电机与电器的表面散热系数计算提供了新思路。     

周期脉冲式直线感应电机定子瞬态温度特性

采用合理的等效原则,将电机定子的铁心和绝缘层视为一种等效材料,从一维瞬态温度场模型出发,研究了周期脉冲式直线电机定子温度的变化规律,分析了影响其温度衰减时间常数的主要因素;利用瞬态温度场模型的解析结果,提出了瞬态热网络模型结点数目的确定方法,通过该热网络模型能够快速预测定子温度的变化;研究了温度变化对线圈损耗的影响,并利用实验数据验证了计算模型的正确性,为周期脉冲式电机定子温度的分析计算提供了一种简化有效方法。     

浸润式与强迫内冷结合的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场计算

汽轮发电机定子采用浸润式与强迫内冷结合的新型蒸发冷却技术优越于传统的其它冷却方式,可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果,相应地有必要对定子温度场进行准确的计算分析以满足进一步应用的要求。该文以1台应用该冷却系统运行的50MW汽轮发电机的定子为研究对象,首次建立了较完整的定子三维温度场的仿真数学模型,采用数值模拟与试验对比分析的方法,对定子绕组内冷、负荷变化以及冷凝器工况等因素对电机温度场的影响进行了研究,得到了新型蒸发冷却电机定子温度场的分布规律。仿真结果与试验数据吻合较好,为蒸发冷却技术在大型汽轮发电机中的进一步应用提供了理论依据。     

汽轮发电机状态监测中定子温度标准值的确定

为了便于运行人员实时监测发电机定子各部位的温度，需要确定发电机在各种运行状态下的温度标准值。为此，研究了基于发电机定子三维温度场的温度标准值的确定方法。根据传热学和流体力学的基本原理，提出了汽轮发电机定子三维温度场的数学模型，模型中考虑了温度场与流体场的耦合。采用热平衡原理对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理，与冷却介质温度的计算相耦合，形成联立方程组。求解联立方程组即可求出定子的三维温度分布，从而确定发电机定子任一部位温度的标准值。计算了一台QFSN-220-2型汽轮发电机在不同运行工况下定子的三维温度场，与实测值比较，结果表明该模型以及计算方法是正确的。     

汽轮发电机空心股线堵塞时定子温度场的数值仿真

水–氢–氢汽轮发电机定子线棒中空心股线的堵塞能导致线棒过热,甚至会造成对地绝缘的击穿。掌握空心股线的堵塞程度和电机中温度分布的对应规律有助于正确诊断空心股线的堵塞位置和严重程度。该文根据电机学、流体力学和传热学的基本原理,研究汽轮发电机定子线棒中空心股线发生堵塞时水的流动状态,应用等效热网络法研究定子空心股线发生不同程度堵塞时的定子温度场。提出当空心股线发生部分堵塞时在堵塞部位应用孔板原理的方法,确定了定子线棒堵塞后各空心股线中冷却水的流量,并用堵塞系数表示空心股线堵塞的严重程度。分析计算不同堵塞系数下的定子温度场,总结了空心股线堵塞程度与定子温度场之间的对应规律。     

大型高压干式潜水电机定子三维温度场有限元分析

本文根据传热学理论,建立了大型潜水电机定子三维温度场的数学模型,给出了潜水电机导热系数及散热系数的计算方法.应用有限元法对潜水电机定子三维温度场进行分析计算,并将结果与实际测量值进行比较,验证了所述方法的正确性和实用性.最后,对潜水电机采用不同绝缘等级时电机定子温度场进行了数字模拟研究,得出了一些十分有益的结论,对潜水...     

基于耦合场的中型高压异步电动机转子温度场的数值计算

以YKK400-6,690kW中型高压异步电动机为例,根据流体力学和传热学理论及求解传热问题的能量方程,建立了电机转子的三维数学模型和物理模型,给出相应的基本假设和边界条件,采用有限体积法对流体场和温度场控制方程进行耦合求解,计算出了高压异步电动机转子径向通风沟内流体速度与温度,电机转子的温度场分布.对计算结果进行分析...     

大型水轮发电机定子温度场的可视化

本文利用曲线拟合、等值标度对等产热路法而得的大型水轮发电机定子温度场结果进行可视化处理,得到了二维等温线平面和三维温度曲线,形象直观地反映了温度分布。     

大型发电机定子排间绝缘老化的热性能分析

针对大型电机排间绝缘可能发生的绝缘老化或故障情况,分别采用了等效和实际处理的方法对其进行了分析。建立了定子径向通风沟内的二维流体场的物理模型和数学模型,采用有限体积法对其进行了求解,确定了各散热表面的散热系数;建立了定子三维温度场的物理模型和数学模型,采用有限元法计算了不同处理情况下的定子温度场,明确了定子排间绝缘对定子温度场的影响。     

大型电机定子三维流体场计算及其对温度场分布的影响

文中从计算流体力学理论出发，对大型电机定子通风结构进行分析，建立了定子径向通风沟内流体运动的微分方程，确定三维流体场的求解区域和边界条件，并进行了数值计算和分析，得到了径向通过沟内的三维流体场的分布。在流体场计算的基础上计算了径向通风沟内各壁面的散热系数，建立定子三维温度场的数学模型并进行计算。将基于三维流体场分析得到的定子温度分布与传统的温度场计算结果及解析法计算的结果和实测值进行比较，证实大型电机定子内流场与温度场存在较强的耦合关系。     

感应电机定子温度场的数值计算

针对中小型感应电机结构复杂热模型难以建立的问题,以一台小型感应电机为例,采用有限元方法,建立了电机的二维温度场数值计算模型。给出了定子二维温度场计算的泛函以及相关热性能参数的计算方法;计算了不同负载运行时样机定子的稳态温度场。计算结果与实测值的比较,验证了所采用计算模型及方法的合理性。该电机温度场计算模型可以应用到其他同类电机定子温度场的计算与分析。在该温度场计算模型的基础上,分析比较了机壳散热翅高度的变化对电机定子温度场的影响,研究了气隙温度对定子温度场的影响。     

大型水轮发电机定子股线导数的数值分析

该文给出了直角坐标系下大型水轮发电机求解域内三维稳态热传导方程及其等价变分方程。采用三维等参元法计算了大型水轮发电机定子温度场,给出了取不同气隙散射系数方法时考虑股线绝缘和不考虑股线绝缘影响定子铜温沿径向分布曲线及温度变化场图,并采用数值模拟方法分析了绝缘材料的导热系数对电机定子温度场的影响。     

三峡水轮发电机全定子非线性热-流体耦合网络模型研究

为了计算水轮发电机水冷定子温度场,提出了基于有限元法计算参数的三峡水轮发电机全定子非线性热-流体耦合网络模型。网络模型中热阻参数均采用有限元法计算发电机三维局部温度模型得到,提高了参数计算准确性。模型计及铜的电阻率和水铜交界面对流换热系数随温度的变化而造成耦合网络方程的非线性。该模型可克服解算定子局部模型时某些边界条件无法确定的问题,同时实现了热网络和流体网络的耦合求解,计算值与实际运行数据基本符合,说明了该模型的正确性和有效性。为研究大型发电机全定子温度场提供了一种新方法。