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。     

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。     

大型空冷汽轮发电机空载端部磁场数值计算

本文采用(A),ψ-(A)三维有限元法建立了大型汽轮发电机端部三维电磁场的数学模型,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、压圈等定子端部结构件的实际几何形状和材料性质对磁场分布的影响.采用二维磁场和三维磁场耦合的方法确定了边界条件.并以QF-150-2型空冷汽轮发电机为例,计算了汽轮发电机三维空载端部电磁场,验证了所提出方法的有效性.     

空冷200MW汽轮发电机特点介绍

寻求节省成本且运行可靠的汽轮发电机是当今市场的需要，而空冷发电机是符合这些要求的首选，世界上300MW以上的空冷发电机运行已超过50万h，因此，发展大型的空冷机组已经成为国内发电机制造业的共识。本文详细介绍了哈尔滨电机厂生产的空冷200MW汽轮发电机，包括转子锻机、转子线圈、定子机座、定子端部、端盖等部件结构特点，同时结合现有技术分析了空冷200MW发电机的设计目的及特点，并列出相关参数。     

具有磁性和非磁性槽楔的汽轮发电机转子槽分度的计算与分析

为了研究汽轮发电机转子不同槽分度对电机电磁场的影响,以150 WM空冷汽轮发电机为例,建立了汽轮发电机的二维数学模型和物理模型。采用二维有限元方法,计算了转子带有非磁性槽楔和磁性槽楔时不同槽分度下的电磁场及发电机的饱和电抗值,并在此基础上研究了不同槽分度情况下非磁性和磁性材料的3种转子槽楔对发电机定、转子损耗的影响。计算结果表明,转子采用弱磁性槽楔和导磁导电的Fe-Cu合金槽楔后,发电机的饱和同步电抗相对于铝合金槽楔对应的饱和同步电抗减小,同时可以有效减小气隙磁密中的谐波含量,降低表面损耗。计算结果为发电机转子磁性槽楔和槽分度的选择设计提供了理论依据。     

大容量空冷汽轮发电机绝缘结构的设计与应用

文章简要介绍了济南发电设备厂（JPEF）生产的大容量空冷汽轮发电机绝缘结构的设计和绝缘材料的选择,新型绝缘材料的应用是空冷汽轮发电机容量增大的基础。     

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。     

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。     

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。     

气隙取气氢内冷汽轮发电机转子槽楔的数值模拟优化研究

针对600MW气隙取气氢内冷汽轮发电机,对其转子槽楔的通风性能进行了CFD数值模拟优化研究,获得了结构参数和结构型式对转子槽楔取风性能的影响规律,为汽轮发电机转子槽楔的优化设计提供了可靠的依据。     

220MW空冷汽轮发电机定子嵌线工艺研究

根据220MW空冷汽轮发电机的结构特点,针对槽部固定、端部固定、连接环制造与装配、引出线制造与装配、防晕等定子嵌线过程中的关键工艺确定了相应的技术难点,通过技术攻关的方式,保证了样机的试制成功。     

空冷汽轮发电机定子绕组换位方案优化设计

本文通过对空冷汽轮发电机定子线棒产生环流和涡流损耗机理的分析和研究,确定了空冷汽轮发电机定子绕组换位方案的优化设计模型,用该模型对不同股线数的多个换位方案进行了优化设计,以82MW空冷汽轮发电机为例,确定了其定子线棒换位应采用的最佳方案,并应用到工程实际设计中。     

成型绕组永磁电机优化设计

成型绕组电机净槽满率高,在电机的额定功率、冷却系统、定子内外径、定子槽面积不变的条件下,采用成型绕组时,电机铁心长度更短,转矩密度更高。将节距为1的传统上下双层成型绕组结构改为左右放置,降低了成型绕组的绕制难度,提高了生产效率。开口槽槽口宽度较大,会增加气隙磁密中的谐波含量,降低电机运行稳定性。采用Taguchi方法,以成型绕组电机的气隙长度、定子槽宽和槽深为优化变量,对齿槽转矩、输出转矩进行优化;并建立电机模型进行有限元仿真分析。最终,通过样机试验验证了扁铜线成型绕组电机方案设计的合理性。     

采用VPI的定子线棒嵌线工艺

本文简要介绍了我公司引进瑞士ＡＢＢ公司空冷汽轮发电机制造技术生产样机时，对采用单支ＶＰＩ处理的定子线棒在嵌线时所采用的新工艺和新设备。     

定子蒸发冷却转子空冷的汽轮发电机

本文针对中小型机组的性能特点,结合蒸发冷却和空冷的技术优势,提出一种定子采用蒸发冷却方式进行冷却,转子空冷的汽轮发电机.     

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。     

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.     

定子齿顶偏心对压缩机用IPMSM振动噪音的影响

采用分数槽集中绕组的内置式永磁同步电机(IPMSM)变频驱动的压缩机,其振动噪声有增长的趋势且存在许多新的特征。为此,本文基于定子绕组电动势和电流的谐波,建立径向和切向电磁力的等效表达式,用以分析该种电机振动噪音的产生机理;提出用定子齿顶偏心结构来抑制绕组电动势谐波,从而抑制振动噪声;用有限元法计算了该结构多个方案的电磁振动噪声,并进行了样机制作和实验,表明定子齿顶偏心可有效降低分数槽集中绕组IPMSM变频驱动压缩机某些关键频段的噪音。     

关于汽轮发电机机内冷却气体的湿度问题

近年来通过制造和运行实践，国内对控制发电机机内冷却体湿度的重要性的认识日益加深，汽轮发电机中冷却气体湿度过大对发生定子线圈绝缘故障，转子护环应力腐蚀有很大的影响。本文就冷却气体湿度标准，氢气干燥器的设计使用，湿度测量等有关问题，结合平圩６００ＭＷ发电机的运行经验进行探讨并提出解决措施，以提高发电机运行的可靠性。