采用热路方法和三维有限元方法计算三峡水轮发电机三维热网络热阻参数的研究

为采用三维热网络计算三峡水轮发电机温度场,本文给出了一个单元区域的定子铁心段和定子端部的三维非线性热网络结构,分别采用三维有限元方法和热路方法计算了定子铁心段和定子端部各个节点之间的热阻参数,分析了两种方法对于三维热网络热阻参数计算相对误差,认为热网络的节点之间含有绝缘区域的热阻不适用热路法计算,而应采用三维有限元计算.三峡发电机定子热网络中,有近半数的节点之间含有绝缘区域的热阻.且通过对定子端部绕组三维温度分布的计算表明,场参数三维非线性热网络模型计算值比路参数三维非线性热网络模型计算值与三维有限元模型计算值的更接近.因此,有必要采用三维有限元法计算三维热网络的热阻参数.     

电网电压偏差对水轮发电机定子温度场的影响

以一台水轮发电机为例,分别采用有限元法和有限体积法对电网电压发生偏差时水轮发电机的二维电磁场和径向通风沟内的二维流体场进行了数值计算;给出了电网电压发生偏差时定子股线和定子铁心的基本铜耗、涡流损耗以及通风沟内各散热表面的散热系数:最后采用有限元法对定子三维温度场进行了计算,分析了电网电压偏差对定子温度场的影响,得出了一些有用的结论。     

水轮发电机定子三维温度场的有限元计算

建立水轮发电机定子三维温度场计算的数学模型和泛函,用有限元法对水轮发电机定子1／2轴向长度的三维温度场进行求解,得到任意一个截面及沿轴向方向的温度分布曲线。对一台320MW的水轮发电机进行计算。结果表明,定子最高温度值与实测值基本相符。     

大型水轮发电机定子三维温度场计算

本文双水轮发电机半齿,半槽、半轴向长度为计算区域,用三维有限元法计算定子温度场,以定子各个风沟风速为基础,确定各段铁心散热系数,真正反映出冷却系统类型对温升的影响,以白山电机为例进行了温升计算,并与真机实测值进行了对比;同时本文还做了单段铁心与半轴向的温升对比计算。     

大型同步发电机定子同相槽和异相槽的温度场计算

根据电磁场理论推导了定子上、下层绕组属于同相槽和异相槽时 ,槽内各根股线的电阻增大系数表达式 ,由此计算了各根股线内涡流损耗值 ,并将该值代入三维稳态温度场方程。采用六面体八节点等参单元对三维温度场方程进行了离散 ,以一台大型水轮发电机为例进行了计算 ,并与实测结果进行了对比 ,计算精度满足工程需要。最后 ,分析了涡流损耗的不同分布对定子绕组及铁心温度场的影响 ,给出了相应的定子温度场图和铁心温度沿径向高度的分布曲线     

电磁稳态条件下的力矩电机三维暂态温度场分析

根据传热学理论建立了力矩电机电磁稳态运行条件下的三维暂态温度场的计算数学模型,给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件,根据电磁场计算，确定了定子铁心与磁极表面的损耗热源分布。以某型力矩电机为例,应用三维有限元法计算了电机温度场的同时，也对定子铁心损耗与转子磁极表面损耗对电机温度场的影响进行了数值分析，计算结果与实测结果相吻合。     

汽车发电机定子三维温度场有限元计算

提出了针对汽车爪极发电机三维定子温度场有限元计算的新方法,有效处理了汽车爪极发电机定子铁心与气隙之间以及定子绕组端部与空气之间复杂的对流散热过程,妥善解决了汽车爪极发电机定子的热交换问题。运用等效体积法给出了散下线定子绕组的三维有限元计算模型,简化了计算难度并且节省了计算时间。在此基础上建立了汽车爪极发电机定子三维温度场三维数学模型和三维有限元计算模型。计算了汽车爪极发电机额定负载运行时定子的稳态温度场;实验结果很好地验证了该三维温度场计算模型的正确性和计算结果的准确性。在该三维温度场计算模型的基础上,分析了冷却风速及浸漆质量对汽车爪极发电机定子温度场的影响,为汽车爪极发电机优化设计奠定了理论基础。     

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。     

永磁-感应子式混合励磁发电机三维暂态温度场的计算与分析

根据传热学理论,建立了永磁-感应子式混合励磁发电机电磁稳态条件下三维暂态温度场求解模型;给出了基本假设及相应的边界条件,确定了电机各部分的导热系数及表面散热系数;根据电磁场计算,得出了电机定子铁心损耗、绕组铜耗、转子涡流损耗及机械损耗等热源的分布;采用有限元法对电机三维暂态温度场进行了计算,分析了励磁电流、电机转速及负载类型对电机温度场的影响。通过样机实验对温度场的计算结果进行验证。     

耦合网络模型和有限元模型计算巨型水轮发电机定子温度场的比较研究

为了研究用耦合网络模型替代有限元模型来节约计算时间和内存空间,该文在建模原理一致的基础上,针对发电机定子铁心段基本单元分别建立了基于有限元法计算参数的非线性热-流体耦合网络模型和基于热-流体耦合单元的三维非线性有限元温度场模型。采用这两种模型计算了多种工况下、多个典型区域的定子铁心段基本单元温度分布,用统计方法对两者计算结果的偏差作对比分析,表明两种模型的温度计算结果是接近的,且基本上都在实测值范围内,说明两种模型的有效性。而前者的计算时间和内存空间比后者大为减少。为求解具有复杂冷却结构的三峡发电机定子温度场提供了一条可行、有效的途径。     

汽轮发电机不对称绕组结构下的绝缘温降计算与分析

本文首先以一台大型空冷汽轮发电机为例,建立定子径向通风沟内三维流动和传热的物理模型和数学模型;然后给出求解域的边界条件和假设条件,基于CFD原理,采用有限体积法对定子三维流体场、温度场进行数值计算,并对不同主绝缘材料的三维温度场进行比较分析;最后,对定子绕组结构不对称情况下的绝缘温降进行了计算,并对不同主绝缘材料热性能所引起的绝缘温降变化情况进行对比分析,得出一些有益的结论.     

空冷汽轮发电机定子端部发热试验研究

介绍QF-100-2、QF-135-2型空冷汽轮发电机端部发热试验的目的、方法和测试结果，及其端部磁场和温升的分布规律，为今后更大容量空冷汽轮发电机定子端部的结构设计提供依据。     

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。     

汽轮发电机定子冷却水的温度场分析

采用有限元法对三维流体场和温度场控制方程进行了耦合计算。在保证液体总流量不变的情况下,分析在不同堵塞情况下定子空心股线中流体速度、绕组温度分布的特性。结果表明,空心股线堵塞情况的不同,直接影响定子线棒的温度分布,并且还会影响定子线棒最高温度和最低温度的温差。计算了一台QFSN-220-2型汽轮发电机在不同堵塞情况下定子线棒的三维温度场,与实测值比较,结果表明该模型以及计算方法是正确的。     

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.     

沙角A电厂3号发电机定子端部松动分析及处理

本文对沙角A电厂3号发电机定子端部绕组松动磨损的老大难问题进行阐述和分析,得出定子端部振动大多是由于定子铁心松动所引起的结论,并对定子铁心松动的大修处理和改造进行了详细的描述。另外根据大修改造后的运行效果,对传统的定子端部模态试验提出了看法。     

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。     

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。     

大型同步发电机定子主绝缘结构优化热性能分析

大型同步发电机的绝缘减薄问题是对发电机进行研究的一个重要方面,本文着重研究了由于主绝缘的减薄所导致的股线涡流损耗的变化;采用有限体积法对定子径向沟内的流体场进行了数值计算,得出径向通风沟内不同位置处的流体速度,并由此计算出表面散热系数.此外建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型,采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算,将求解结果和试验值进行了比较.最终讨论了由于绝缘减薄对发电机定子三维温度场造成的影响.     

同步电机定子三维温度场数值模拟

为保证某同步电机定子通风系统设计合理,对其温度场进行了研究.建立了包括端部绕组、气隙、铁心段的定子通风系统三维实体模型,选取三维湍流流动和传热数学模型,并给出求解域相应的边界条件和假设条件,应用计算流体动力学软件,对控制方程进行数值模拟计算.计算得到两种额定转速时,原始结构及改进结构——减少端部上层绕组间绑扎和垫块后的...