汽轮机转子热弹性槽应力集中与转子寿命问题

本文详细地分析了汽轮机在起停过程转子弹性槽处的热应力和热应力集中系数,文中利用弹塑性槽底部的应力、应变进行计算,并对该处的寿命消耗进行了估算,文中提供的计算方法既简便,又可靠,对工程应用具有参考价值。     

50 MW汽轮机转子的热应力分析

对某电厂50MW汽轮机转子裂纹车削前后不同运行条件下的温度场、热应力场和机械应力进行了有限元分析计算,计算分析结果表明裂纹位于转子最大应力发生处;裂纹部位的弹性槽车削后,转子最大应力有所降低;弹性槽尺寸的变化对应力集中系数有很大的影响。计算结果对转子裂纹车削加工方案以及安全性评定提供了技术数据。     

50MW汽轮机转予的热应力分析

对某电厂50MW汽轮机转子裂纹车削前后不同运行条件下的温度场、热应力场和机械应力进行了有限元分析计算，计算分析结果表明裂纹位于转子最大应力发生处；裂纹部位的弹性槽车削后，转子最大应力有所降低；弹性槽尺寸的变化对应力集中系数有很大的影响。计算结果对转子裂纹车削加工方案以及安全性评定提供了技术数据。     

调节级根部弹性槽深度对转子热应力的影响

利用ALGOR软件计算了600 MW机组高压转子在调节级出口根部开设不同深度弹性槽的转子应力场,分析了不同深度弹性槽对调节级根部转子热应力的影响。计算表明,开设弹性槽有降低转子寿命损耗的作用,随着槽深的增加,调节级根部热应力总体呈下降趋势,弹性热应力总体呈上升趋势。槽深150 mm既可减少调节级根部热应力,又使槽底热应力不至于过大,比较合理。     

内置式永磁电机转子外形对工艺误差的敏感性分析

内置式永磁电机通常采用转子削弧的方式以减小齿槽转矩。基于偏心式和正弦式削弧,分析比较了不同工艺误差对齿槽转矩的影响。以12槽8极电机为例,介绍了转子的不同削弧方式并计算出理想状况下的基本电磁性能。针对生产过程中的永磁体不一致性和定子铁心内圆度偏差,推导出此极槽配合下最敏感的工艺误差分布。进一步应用有限元方法分析了上述误差分布下的附加齿槽转矩分量,以明确不同削弧方式对工艺误差的敏感性差异。最后,设计制作了具有不同工艺误差的样机,并进行试验验证。     

汽轮机转子暂态温度场及弹塑性应力有限元分析及其应用

本文研究了有限元素法在热传导和应力分析中的具体应用。文中对时间域的离散、材料非线性特性、位移边界条件处理及大型线性代数方程组的求解等问题进行了全面的讨论。并指出汽轮机转子暂态温度场和弹塑性应力场的求解特点和有限元程序编制的主要步骤。文中对200MW机组中压转子前轴封弹性槽的热应力集中系数和弹塑性应变集中系数进行了计算,并归纳出弹塑性应变集中系数与热应力集中系数、公称等价应力和材料性能参数的关系式。     

汽轮机转子热应力集中的有限元计算

中间再热式汽轮机启动时,调节级和中压第一级以及前轴封段的温度变化最为剧烈,因而该区段的热应力最大,其最大热应力点发生在叶轮根部轴肩及防热槽等应力集中部位.为分析这些部位的真实应力分布状况,并校核热应力集中系数通用经验公式的可靠程度,本文以国产200MW中间再热汽轮机和合缸125MW机组为研究对象,对其防热槽和叶轮根部进行了细分网格的有限元计算,并对不同几何形状的防热槽进行了比较计算,从而确定合理的结构形式,为改进汽轮机转子结构及启动特性提供理论根据.     

极槽配合对分数槽外转子无刷直流电机性能影响研究

介绍了无刷直流电机(BLDC)分数槽绕组的极槽配合原则,分析了极槽配合对外转子无刷直流电机绕组连接方式、绕组系数、气隙磁场、计算极弧系数、齿槽转矩、定子磁动势谐波、定子铁损耗等影响,并通过Ansoft和Matlab软件对12槽8极、12槽10极、12槽14极和12槽16极四种极槽配合电机进行仿真,验证了理论分析的结果,为电机设计提供了理论依据。     

汽轮发电机副槽通风转子槽部温度场计算

本文介绍用有限元法求解电机转子槽部稳态三维温度场的方法,并对300MW汽轮发电机氢内冷转子的槽部温度进行计算。分析计算表明:有副槽的轴向-径向通风内冷转子槽部轴向温度可以分段,以一个径向通风孔段为单元进行计算和研究。本文以300MW转子槽部温度最高的一段温度分布为例进行计算。     

轮毂电机振动噪声抑制措施

外转子永磁同步电机作为轮毂电机较多地应用在电动汽车上,但以轮毂电机为目标的振动噪声研究却较少。以一台额定功率为10 kW、额定转速为500 r/min的轮毂电机为例,通过构建轮毂电机的2D有限元模型,对电机的径向电磁力密度和振动噪声特性进行有限元仿真计算。从极弧系数和定子齿上开辅助槽两个方面对外转子轮毂电机的振动噪声特性进行研究。仿真结果表明：轮毂电机极弧系数为0.72左右时,振动噪声特性较好;在定子齿顶开设不对称的双辅助槽显著提升了电机的振动噪声特性。     

内置式低速大转矩永磁轮毂电机的设计研究

针对应用于车辆自重较大场合的低速大转矩永磁轮毂电机,给出了转子磁极结构、电枢绕组形式以及极槽配合的选用原则,采用分数槽集中绕组结构可以削弱谐波电动势的影响,提高端部空间利用率和降低齿槽转矩。设计一台12槽10极内置径向式永磁同步轮毂电机,采用有限元法对漏磁、气隙以及极弧系数等影响因素进行研究,以提高电机的输出性能。对样机进行了计算和实验测试,计算结果与实验结果相符,表明了设计分析的正确性。     

多级转子槽形槽常数的计算

在鼠笼型异步电动机中,转子槽形对电机的性能影响很大。资料给出了多级转子槽形总槽常数的计算公式,但多级转子槽形的总槽常数与各级槽常数之间,存在着非线性的关系。由于各级之间的相互影响,槽的形状与尺寸的任何变动,都会使总的槽常数发生变化。资料给出了上部为矩形的两级槽形的总槽常数与各级槽常数、槽尺寸之间的计算公式。对于上部为梯形的两级槽形,资料采用将上部的梯形槽转化为具有相同槽常数的矩形槽的方法,来计算总槽常数。但须指出,只有梯形底宽与顶宽之比值在一定范围内,梯形槽的     

无槽盘式永磁风力发电机有限元分析

阐述了直驱风力发电的盘式永磁发电机的优点,并对电机的结构设计特点进行了分析;设计一台18p、1．1kW的盘式永磁发电机,建立了电机部分模型,对其进行了三维有限元分析与计算,给出了盘式永磁发电机内各部分的磁场分布规律及空载特性,最后分析了磁极厚度和极弧系数对无槽双转子盘式永磁电机的气隙磁密及转子轴向磁拉力的影响,得到一些有益结论。     

西气东输主电机转子副槽结构对空气流量分配影响研究

针对西气东输用高速电机冷却系统的特点,对其转子副槽通风结构进行优化,并且根据流体力学理论,采用计算流体力学(CFD)方法,建立转子副槽通风结构的三维流体场物理模型,对优化设计进行了三维数值模拟与分析。通过对比计算,揭示了采用不同转子副槽通风结构的空气流量分配规律,并分析了原因。     

远极比电机设计时应注意的问题

阐述远极比电机设计时定,转子谐波单位漏磁导,槽口,槽底节距漏抗系数,起动转矩,最大转矩,起动电流的计算方法。     

同性极式感应子电机有限元分析及试验研究

同性极式感应子电机具有无刷励磁和结构简单等特点,在飞轮储能、脉冲功率电源等领域有着广阔的应用前景。首先给出同性极式感应子电机的拓扑结构和运行原理。采用有限元法分析了矩形槽、弧形槽和正弦形槽转子对电机气隙磁密、反电动势和转矩等电磁性能的影响,研究不同槽形的转子在高速旋转下的应力分布规律。然后,综合考虑电磁和机械特性,选择弧形槽转子结构的感应子电机作为对象,对其性能进行分析。最后,对一台感应子电机样机进行试验测试,验证了相关分析的合理性。研究结果表明：同性极式感应子电机采用正弦形槽转子虽能获得较为正弦的气隙磁密,但在相同槽深条件下其基波分量比矩形槽和弧形槽约少了25.2%和24.3%,并且输出转矩较低。此外,矩形槽和正弦形槽都出现了明显的应力集中,分别位于转子凸极根部和槽表面,而采用弧形槽具有更均匀的应力分布。     

汽车发电机极弧系数对转子涡流损耗的影响

汽车发电机爪极转子是整体结构,转子涡流损耗在铁耗中占有很大的比例,准确计算和分析转子涡流损耗至关重要。用基于棱边的求解器求解转子有限元涡流方程,计算和傅里叶分解了沿空间分布的径向气隙磁密,得出气隙中主要的谐波次数。计算和分析了转子涡流损耗,研究了爪极转子的涡流损耗密度分布。爪极转子是不等宽爪极,漏磁相对比较大,转子极弧系数影响气隙磁密和发电机的性能,计算和分析不同极弧系数的转子涡流损耗。并总结出在一定的极弧系数范围内,随着两爪极间距离的增大,涡流损耗减小,为研究高效率和低损耗的爪极发电机提供了一定的理论基础。     

汽轮发电机转子副槽通风冷却系统流动特性研究

在转子副槽通风冷却系统中,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。为减少副槽通风系统转子轴向温差及热应力,必须使转子沿轴向各径向风道内冷却介质流量分配尽可能均匀。针对转子副槽通风系统的结构特点,建立转子绕组通风离散计算模型。并应用该模型对125 MW空冷汽轮发电机转子副槽通风系统进行计算。研究副槽结构、转子槽楔出风口直径、转子径向风道布置等对转子径向风道流量分配的影响。研究结果表明,在相同入口流量下,副槽截面积越大,径向风道流量偏差越小;转子槽楔直径越小,径向风道流量偏差越小;采用变径向风道间距,可使径向风道流量偏差减小。该文的研究结果对汽轮发电机转子副槽通风冷却系统的设计具有指导意义。     

专利快讯

正专利名称:一种内置式永磁电机转子结构及具有其的电机专利申请号:CN201620137388.4公开号:CN205385357U申请日:2016.02.23公开日:2016.07.13申请人:珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司本实用新型提供一种内置式永磁电机转子结构,其包括转子冲片和设置于所述转子冲片内部的用于放置磁体的多个磁槽,定义所述转子结构的一对极下两个磁极极弧角度分别为第一极弧角度α和第二极弧角度θ,第一极弧角度α被其所在的磁极中心线分为α_1和α_2,第二极弧角度θ被其所     

开关磁阻电机转矩脉动最小化研究

为降低开关磁阻电动机的转矩脉动,给出了四相8/6极开关磁阻电机的基本参数与转矩特性;采用二维有限元法对电机的定、转子极弧进行优化;在一定范围内改变原型机的定、转子极弧大小,分析得到了不同的定、转子极弧下的磁链和转矩曲线,并对相应的平均转矩和转矩脉动进行计算和对比.分析结果表明,对原型机而言,当定子极弧为21°、转子极弧为25°时,性能最佳,转矩脉动最小,平均输出转矩较大.