汽轮发电机转子端部及槽内绕组温升

为了在多风路通风冷却结构下,得到转子线圈长度方向较完整的温度分布,结合某大型空冷汽轮发电机转子,在研究转子半轴向段空气流量分布的基础上,建立转子端部、半轴向段本体及绕组的三维传热及紊流流动物理模型,基于计算流体动力学原理,运用有限体积法进行转子初始通风结构的温度场求解,在此基础上,调整副槽通风段通风孔数量及端部进风孔位置,增加进入端部空气量,降低转子端部绕组高温及本体段绕组轴向温差。研究结果表明,转子端部最大温升位于端部弧段顶匝绕组中心区域,本体绕组最高温度在轴向通风段。结论为空冷汽轮发电机转子通风优化设计提供理论指导。     

大型汽轮发电机转子全电流试验磁场分析

新设计的大型汽轮发电机在出厂前,必须要进行型式试验,其中很重要的一项就是转子全电流温升试验,了解转子绕组在额定励磁电流下的温度分布情况,保证设计的可靠性。本文采用二维有限元法对大型汽轮发电机转子全电流试验进行电磁场仿真,分析气隙磁场、铁心发热及定子电压情况,表明通过将部分转子绕组反接可有效抵消转子磁场,减小电机端电压及定子铁心损耗,为电机试验提供理论支撑。     

绝缘系统热导率对MW级直驱空冷风力发电机温升影响的仿真研究

为研究绝缘系统热导率对MW级空冷风力发电机温升及绕组温度分布的影响规律,基于金风某MW级风力发电机,利用有限元仿真方法对同一绝缘系统赋予不同热导率的模型进行仿真研究。结果表明:虽然提高绝缘系统的热导率可以达到降低发电机温升的效果,但随着绝缘系统热导率的继续提升,发电机温升下降趋势趋于平缓;同时,随着绝缘系统热导率的提高,发电机槽内绕组温度分布的离散程度发生变化,这需要在大型发电机设计过程中综合考虑。     

大型汽轮发电机转子温升计算

介绍了大型汽轮发电机转子温升计算的差分方法,讨论了在氢冷情况下转子绕组的温度分布规律。     

无刷同步发电机电枢绕组温升分析的分段磁热耦合法

为分析30 kVA风冷无刷同步发电机运行过程中电枢绕组的温升情况，依据流体力学和传热学的基本理论知识，建立发电机的流固耦合模型，采用磁热耦合法对电枢绕组的温度进行数值计算和仿真。在整体绕组分析法基础上提出考虑不同区间温度差异的绕组分段分析法，对比研究了绕组分两段与绕组分四段方法，采用拟合的方法得到三种方法下绕组稳态温升。经过温升测试实验验证，绕组分两段方法可以节省仿真时间，大幅提高温升计算精度。     

水轮发电机转子通风道堵塞时的耦合场分析

为了研究大容量全空冷水轮发电机的通风冷却问题,在考虑转子的旋转情况下,建立了转子风路正常时和转子磁轭通风道口堵塞时的转子三维温度场和流体场耦合计算模型。在转子各磁轭通风道口不同堵塞情况下,采用有限体积法计算分析了全空冷水轮发电机的通风冷却和发热问题。研究了转子风路堵塞时对转子励磁绕组、阻尼绕组和极靴表面的温度影响,以及对磁极间流体的流动形态的影响。当风路正常时,将计算得出的水轮发电机转子励磁绕组平均温度与实测数据进行了对比,经过对比在误差范围内,则验证了计算方法的正确性。     

磁性槽楔对双馈异步风力发电机性能的影响

使用磁性槽楔可以降低电机损耗,提高电机运行效率,有效改善绕组温升。以1.5 MW双馈异步风力发电机为对象建立模型,对电机气隙磁密进行了仿真,并通过型式试验对仿真结果进行验证。结果表明:使用磁性槽楔后,风力发电机的气隙磁密分布得到一定程度的改善,脉振幅值减小了约16.3%;电机的空载附加损耗降低了27.25%,绕组温升下降了8.3 K,电机运行效率提高了0.4%。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路时的电磁场分析

汽轮发电机发生转子绕组匝间短路时,其电磁特性和相关电气量会发生变化,基于这一特点,提出将有限元法用于汽轮发电机转子绕组匝间短路故障研究,并运用有限元程序对汽轮发电机正常情况及转子绕组匝间短路故障后磁场分布进行了仿真计算,通过分析比较故障前后磁场分布及气隙等效磁通密度分布,找出故障特征,为进一步分析转子绕组匝间短路故障机理奠定了基础。     

齿谐波励磁的混合励磁发电机温度场分析

为了分析齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机中齿谐波磁场的利用对其温升的影响,推导了该类发电机二维温度场计算模型,提出采用Maxwell和Fluent软件相结合的方法对发电机温度场进行计算,应用Maxwell软件建立发电机损耗计算模型,准确计算其定、转子铁耗及永磁体涡流损耗,并结合定、转子铜损耗及机械损耗,以此作为发电机热源导入Fluent软件对其进行热分析,得到了定、转子温度分布云图,可以清晰地看出发电机截面的温度分布情况。仿真结果表明:发电机内温度主要集中在定转子铁心内部和绕组处,与实际情况吻合,验证了温度场计算方法的正确性。     

某新型通风方式空冷汽轮发电机转子三维温度场

某空冷汽轮发电机转子冷却风道采用新型通风方式,为了分析该转子内部温度分布特点,建立了该汽轮发电机转子8号槽半轴向段整体结构模型。依据计算流体动力学(CFD)原理,采用有限体积法,对转子三维温度场进行了计算。得到了冷却空气、绕组、绝缘材料、槽楔、铁心的温度分布,以及副槽段径向风孔内表面传热系数。结果表明:该种通风方式下,绕组温度沿轴向逐渐升高;转子端部绕组温度较低,绕组峰值温度位于副槽段转子中心对称面处。该结论为大型空冷汽轮发电机转子热设计提供理论参考。