笼型感应电动机三维全域温度场计算

笼型感应电动机额定负载运行时,电机转子温度较高,且热应力在各个方向的分布不均匀,这将直接影响到电机的使用寿命,并且是转子导条发生断裂故障的主要原因之一。该文以Y802-2型感应电机为研究对象,建立了样机三维温度场计算模型,基于有限元方法,对电机三维全域稳态温度场进行了仿真研究,计算结果的准确性通过与样机实测温度值的对比得到证实。研究发现,电机转子导条与端环的连接处的热流密度值较大,说明此位置极易发生断裂故障,这一结论与电机实际情况相符。     

笼型转子导条断裂引发电机各场量变化与故障程度关联性研究

鼠笼感应电机易发生转子断条故障,危害电机的安全运行,对电机的磁场、温度场、转子热应力等都会有很大的影响。该文以1台Y80m2-2电机为例,针对健康转子、断裂1根及2根导条3种情况,计算电机三维瞬态电磁场,分析电机定转子电流及气隙磁密的变化情况。以三维磁场的损耗结果为热源,采用单元之间的顺序耦合加载方式,计算电机三维瞬态温升分布,分析不同断条故障对电机温升变化的影响。最后以温度场计算结果为载荷,分析3种情况下的转子热形变和热应力分布,通过对比正常与故障电机的计算结果,得出一些有益结论。该文可以为完善断条故障原因和预计故障发展趋势提供一些参考。     

电动汽车牵引用水冷异步电机耦合场分析

基于Ansys多物理场仿真分析平台,对1台车用异步电机进行多物理场耦合分析。仿真电机连续运行在额定工况和峰值工况下的温升和热应力,对电机各部分温度场分布进行深入分析,预测电机峰值工况的最长允许时间。通过热-结构的有限元仿真分析电机内部结构的热应力分布,深入分析转子导条端部与端环焊接位置和机壳与铁心过盈配合面的热应力,校核转子导条端部是否存在开焊的风险,并通过热仿真和应力分析计算机壳与铁心在最高温升工况下不发生滑移或涨开的过盈配合量取值。     

水冷感应电机不同运行状态下的稳态温度场分析

针对微型电动车用电机额定电流大导致的温升高问题,建立水冷感应电机三维稳态温度场有限元模型.计算了电机额定负载运行温升稳定时,定、转子的温度分布;计算不同负载运行时电机定子轭部及绕组温度变化.由分析结果可见,温升稳定后,转子导条温度最高,转子区域温升高于定子区域;随着电机运行转矩、转速的增加,电机各部分温升随之增大.搭建了电机温升实验平台,所得实验结果与数值计算结果对比,验证了所建模型的合理性.     

基于多场量的笼型感应电机三维瞬态磁热固耦合计算分析

以一台小型感应电机为例,参考样机转子斜槽结构,利用有限元法,对电机进行了三维瞬态磁-热-固单相耦合计算。首先计算了电机在额定负载情况下的三维电磁场,计算中考虑了端部绕组对电机的影响。以三维电磁场节点的损耗密度结果为载荷,耦合到三维温度场模型中作为热源,施加边界条件,模拟了电机在额定负载情况下的瞬态温度变化过程,得到了不同时刻电机温度分布及各点温度随时间变化曲线。对比不同时刻温度分布,总结出电机内部传热规律,通过温升实验验证了仿真计算结果的准确性。最后,以转子的瞬态温度场结果为载荷,施加相应约束条件,计算并得到了转子鼠笼热应力分布情况,找到了鼠笼易断裂的位置并分析受力的原因。该文采用的计算方法可为电机多物理场耦合计算,及研究该类电机断条故障原因及导条断裂过程分析提供参考。     

异步电动机转子断条故障运行时定转子温度场数值计算与分析

针对传统的单一求解电机定子温度场或转子温度场强加边界条件难以确定的问题,建立了笼型异步电动机转子有无断条故障运行情况下的定、转子全域温度场二维数学模型和温度场二维有限元计算模型。分别计算了额定负载情况下,转子正常和转子一根断条以及转子相邻两根断条时的定、转子全域稳态温度场。实验结果验证了三种情况下该电机温度场计算模型的合理性和计算结果的正确性。比较了三种情况下电机的温升分布,分析了电机转子断条根数对电机温度场的影响。温度场计算模型可以应用到其他无轴向通风冷却异步电动机转子正常或转子断条故障时的温度场计算与分析,并且可以从电机温度场变化的角度为电机断条故障提供诊断依据。     

笼型转子断条感应电动机的易解数学模型

针对断条破坏了电机原有对称关系而使建模仿真变得困难,采用综合矢量法,建立了转子断条感应电动机易于求解的数学模型.对电机暂态及稳态仿真揭示了定子电流幅值与转矩随时间脉动的故障特征,得出了转子导条电流分布规律,表明与断条相邻及相距一对极距的导条电流最大.引人关注的是在转子端环间出现端电压,其值反映了转子电路不对称程度;揭示了故障特征随电机负载变化规律.定子电流实测与仿真结果相吻合证实了结论正确,有助于感应电机在线故障诊断.     

笼型异步电动机转子故障的温升检测探讨

分析了笼型异步电动机在出现常见的转子故障时,转子各导条的电流和温升分布规律,提出了利用转子导条的温升不平衡特性检测笼型电机转子故障的途径及可行性,该方法与目前常用的定子电流检测法相比,具有灵敏度较高的显著优点。     

笼型异步电动机转子故障的温升检测探讨

分析了笼型异步电动机在出现常见的转子故障时,转子各导条的电流和温升分布规律,提出了利用转子导条的温升不平衡特性检测笼型电机转子故障的途径及可行性,该方法与目前常用的定子电流检测法相比,具有灵敏度较高的显著优点。     

大功率笼型异步电动机铸铝转子的研制

铸铝转子比铜排转子有以下特点: 1.铸铝转子的导条和端环铸为一体,则电机运行时稳定,不会产生振动,消除了铜排转子常发生断裂的弊病。2.改善了电机起动和运行时散热条件。铸铝转子导条与铁心接触紧密,使热量易散发,同时导条用梯形并放大了转子槽形,故起动时温升不比铜排转子的温升高。     

笼型感应电机流体流动对温度场分布的影响

以一台Y802-2型笼型感应电机为例,对中小型感应电机三维流体流动与传热进行了研究。根据样机的通风结构及传热特点,建立外部近似无限大流场空间与电机三维有限元结构模型,并在电机内外流场空间中建立了转子表面旋转流体薄层和风扇旋转流体区域。给定流场空间中运动区域与静止区域边界条件及基本假设,采用有限体积法对流体运动方程和能量方程进行耦合求解,可以得到流场中流体介质的运动状态以及电机内外各个表面的散热系数,并以此为依据对电机三维全域温度场进行数值计算。将流体场耦合计算得到的温度场分布和传统温度场计算结果分别与实验测量值进行了比较,证明了中小型感应电机三维流体场与温度场存在着强烈的耦合关系,基于流体流动的温度场计算结果较传统方法得到的温度分布更具准确性与合理性。     

汽轮机转子热应力在线监测的递推算法

以往用解析法在线监测汽轮机转子的热应力需要确定放热系数和调节级或中压第一级后蒸汽温度,而且计算温度和热应力时需要大量历史数据,难以实现在线监测。针对这一难题,以现场可以直接测出的高中压内缸壁的壁温来模拟高中压转子表面温度,作为第一类边界条件,导出了汽轮机转子温度和热应力的计算公式,并根据其数学特点作出了其递推公式,为实现热应力的在线监测提出了便捷的方法。     

基于参数热等效的10 kV变压器温度流体场三维仿真计算

变压器温度流体场三维仿真是准确计算变压器绕组热点温度的重要方法,然而变压器绕组结构复杂,精确考虑绕组导线和绝缘结构的三维模型建模和网格剖分困难,同时计算效率低,难以满足实际工程需求.提出了一种配电变压器绕组结构的热等效简化分析方法,采用热导率各向异性、比热容等效的块状导体来等效实际的绕组结构.应用所提方法对一台S13-...     

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。     

国产200MW汽轮机高中压整体转子瞬态温度场和热应力场

本文利用有限元法计算了国产200MW汽轮机高中压整体转子的瞬态温度场和热应力场,绘制了过渡工况下的转子温度场和热应力场曲线,以及危险断面处温度、热应力时变曲线和热应力分布曲线,为改善200MW机组转子结构设计和机组调峰运行特性及拟定合理的启动方案,提供了理论依据。     

水轮发电机转子磁极悬挂结构动应力研究

建立了可逆式水轮发电机转子悬挂结构温度场、应力场的计算模型,运用有限元软件进行了发电和抽水两种工况下的温度场模拟和动应力计算。在计算热应力、电磁拉力和离心力的基础上,考虑了机组振动对动应力的影响。温度分析结果与实测值相比可得,温度场模拟的最大误差为11.06%;应力分析结果显示,最大应力值出现在磁极极身T形槽的中间部位;动态应力计算结果表明,应力均值的范围为10～102MPa,热应力的影响约占90%以上,应力幅值的范围约在102Pa之内。动应力计算结果为水轮发电机转子磁极悬挂结构疲劳寿命分析奠定了基础。     

大型同步调相机转子故障温度场分析

随着特高压交直流输电的发展,同步调相机以其快速动态响应能力重新受到关注,同步调相机的安全运行关乎电网的稳定性。论文以TTS-300-2型双水内冷同步调相机为研究对象,建立了其转子三维模型,计算并分析了转子不同负荷下、同一位置不同水路堵塞程度时的转子三维温度场,转子匝间短路和水路堵塞同时存在时的温度场以及转子水路堵塞时的热应力情况,评估故障产生的影响和同步调相机带病运行能力。结果表明,不同负荷下转子温度场分布相似;转子出现故障会导致温度分布不平衡;单个槽内堵塞匝越多,转子温度场畸变越明显;且随堵塞程度的增加,转子热应力随之增加。     

汽车发电机转子三维温度场有限元计算

提出了针对双离心风扇通风冷却汽车爪极发电机转子三维温度场的计算方法。建立了转子全域三维温度场的有限元计算模型,解决了传统求解电机转子温度场强加边界条件难以确定的问题。基于该三维温度场计算模型,准确计算了额定负载时汽车爪极发电机转子全域稳态温度场。试验结果验证了该电机温度场计算模型的合理性及计算结果的正确性,为汽车爪极发电机优化设计奠定了理论基础。     

660MW超超临界汽轮机转子热应力的研究

以提高机组的安全、经济运行为目的,利用大型通用有限元软件ANSYS,依据某电厂660MW超超临界机组热态启动曲线,对汽轮机转子进行温度场、应力场的计算;同时根据解析递推算法计算汽轮机转子热应力,比较分析两种计算结果,并进一步对影响这些部位热应力的因素进行研究,结果表明,汽轮机转子的调节级叶轮根部、高中压缸之间轴肩与中压第一级叶轮根部存在较大的应力集中,转子体结构、蒸汽温升率、换热系数、运行参数对转子热应力影响较大。