ANSYS模态分析在汽轮发电机转子临界转速计算上的应用

高速汽轮发电机转子的临界转速是汽轮发电机转子设计中的一个重要参数,随着计算机技术的不断发展,使得能够全面考虑影响汽轮发电机转子临界转速因素,计算结果更接近于实际的有限元分析法的应用将会越来越广泛。文章详细介绍了利用ANSYS有限元软件的模态分析功能,计算汽轮发电机转子临界转速的方法和计算结果的后处理过程。     

汽轮发电机励磁和参数数值计算

着重介绍怎样利用ANSYS这一有限元分析软件进行汽轮发电机的励磁电流计算,以及如何进行汽轮发电机同步电抗参数的计算.将得到的励磁电流性能和同步电抗参数和实验值和设计值进行了比较,证明了利用该方法的简单有效性.     

汽轮发电机稳态有限元模型中计算参数对仿真结果的影响

利用稳态有限元模型分析同步发电机磁场后,要涉及依靠经验选择的计算参数才能得到电机的相关电气量。首先指出同步发电机稳态有限元模型中常涉及到等效轴向气隙计算长度、定子漏抗等4个计算参数。以300 MW汽轮发电机为例研究这些计算参数在合理范围内的取值对计算结果的影响,发现汽轮发电机等效轴向气隙计算长度对计算结果的影响较大,通常要考虑磁场的边缘效应。研究结果对于提高同步发电机稳态仿真的计算精度具有指导意义。     

利用励磁电压扰动后的同步发电机参数辨识

基于Matlab/Simulink建立同步发电机系统在励磁电压发生扰动时的电气模型,并通过Park变换,快速Fourier分解（FFT）得到同步发电机实用参数辨识所需d轴和q轴电压、电流的基频分量和励磁电压等电气数据。然后根据汽轮同步发电机六阶电气模型以及对应的电气微分方程进行辨识,微分方程的求解采用改进Euler法。在寻优辨识中先计算稳态参数,从而减少待求参数的维数,再利用改进的粒子群算法寻优辨识暂态参数。仿真算例的计算结果验证了该方法的正确性。     

大型汽轮发电机瞬态参数的计算

本文利用瞬态电磁场有限元法计算汽轮发电机空载时发生三相突然短路的绕组电流曲线,然后对电流曲线的数值结果进行分解,拟合,得到电机的瞬态参数,该方法有效地考虑了电机齿槽结构和饱和现象。     

大型汽轮发电机瞬态参数的数值计算

用两种场的方法———时域法和频域法,计算了汽轮发电机的瞬态参数,阐述了求解过程中的关键问题和处理方法,并对一台６００ＭＷ的汽轮发电机的计算结果进行了分析和比较,得到了一些有价值的结论。     

场路耦合分析汽轮发电机瞬态参数

跳出以往汽轮发电机瞬态参数多使用经典公式计算的惯例,以4.5MW汽轮发电机为例介绍一种采用场路耦合有限元分析手段来分析汽轮发电机瞬态参数的方法,该方法较经典公式计算更为精确和直观.该方法已在实际应用中的得到检验,可为广大读者提供一个新的思路.     

汽轮发电机失磁异步运行时转子端部漏磁参数与涡流损耗的分析计算

准确计算汽轮发电机失磁异步运行时转子端部漏抗和结构件中的涡流损耗是分析发电机异步运行性能的基础，文中采用A，φ-A三维有限元法建立了大型汽轮发电机异步运行工况下转子端部三维涡流场的数学模型，提出了用二维和三维磁场耦合的方法确定边界条件的新方法。利用磁场计算结果进一步研究了转子端部等效漏抗和涡流损耗的计算方法，最后以一台300MW汽轮发电机为例进行了实际计算，验证了所提方法的有效性。     

150MW级空冷汽轮发电机通风系统研究

本文介绍了我公司对150MW级大型空冷汽轮发电机通风系统进行的通风网络计算,CFD分析及模型试验研究和结果,对大型发电机通风系统研究的各种方法进行介绍,对全空冷汽轮发电机通风冷却的难点和结构特点进行总体介绍。为大容量空冷汽轮发电机产品开发提供了技术支持。     

利用励磁系统加阶跃扰动测量发电机参数

介绍一台QFQS-200-2汽轮发电机并网带负载运行时,对励磁系统加阶跃扰动,根据电机的暂态行为,用最小二乘方法一次辨识出汽轮发电机d、q轴参数的试验方法,由所得参数计算出的暂态过程与实测过程有较好的拟合.证明本文的方法是成功的.     

汽轮发电机转子绕组应力与变形计算

本文叙述汽轮发电机转子绕组应力与变形的计算。对12～200MW 国产汽轮发电机的计算结果与实际运行情况基本相符。     

异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机开环阻尼特性的比较研究

以派克方程为基础,分别建立了同步汽轮发电机和异步化汽轮发电机考虑等效阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化数学模型。利用所建模型,对考虑等效阻尼绕组作用的同步汽轮发电机的开环阻尼特性进行了分析;在此基础上,同时对异步化汽轮发电机的开环阻尼特性进行分析;并对异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机的开环阻尼特性进行比较研究。通过比较,阐述了异步化汽轮发电机的开环阻尼特性与电机参数、系统参数以及运行状态的关系,展示了异步化汽轮发电机在提高电力系统稳定性方面较同步汽轮发电机的优势,进一步完善了异步化汽轮发电机的研究理论。     

大型空冷汽轮发电机转子温度场数值模拟

随着空冷汽轮发电机容量增加，其组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力。因而，了解关于发电机中各空气区域内的速度及温度分布是非常重要的。为了能够数值模拟出较详细和较准确的大型汽轮发电机转子温升分布，该文以150MW空冷汽轮发电机转子作为研究对象，建立了模拟转子本体及通风道内空气的传热及紊流流动二维数学模型及边界条件，并利用CFD原理，采用有限体积法进行求解，得出了转子周期截面较准确的不对称温度分布。并将计算结果与实验测量结果相比较，证明计算结果较准确。分析了副槽入口风速等参数对转子温度分布的影响。结论对汽轮发电机转子通风道优化设计及转子安全运行具有指导意义。     

大型核能发电机定子端部动力特性研究

定子端部振动特性是核能发电机设计需关注的重要方面之一。本文依托国内某大型核能汽轮发电机定子端部动力特性研究项目,形成了一整套核能发电机定子端部动力特性仿真计算方法。首先对该核能汽轮发电机定子端部部件的力学参数进行试验测定,其次对复杂的部件关系及边界条件进行简化处理,然后在此基础上建立有限元模型并进行仿真计算,同时对该机进行了真机现场模态测试验证。结果表明:采用该方法计算的定子端部模态仿真结果与现场测试结果的相对误差均小于6%。该方法可以应用于类似的核电机组中。     

大型汽轮发电机转子水流量分析与计算

用125 MW级双水内冷汽轮发电机、300 MW级双水内冷汽轮发电机的转子绕组水流量计算模型,计算出在不同转速下发电机转子水流量和各分支路水流量的分配情况,并与电厂试验结果进行比较。此研究方法可为汽轮发电机的设计与运行提供依据。     

发电机负序涡流场和温度场三维有限元分析

建立一个1300MW四极发电机的参数化三维负序涡流场计算模型。通过有限元方法计算了负序运行时的转子涡流损耗分布。为了获得温度计算结果,引入了耦合场的求解技术,最终获得了稳态和暂态负序运行的1300MW发电机的负序涡流损耗和温度分布计算结果,为大型汽轮发电机的设计和运行提供计算参考。     

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。     

用锤击法实测汽轮发电机轴承座的支承动刚度

叙述了用锤击法实测和分析汽轮发电机轴承座支承动刚度的原理和方法。介绍了一台３００ＭＷ汽轮发电机轴承座支承动刚度的实测结果和所进行的分析，用实测到的支承动刚度数据来计算汽轮发电机转子的临界转速，所得计算值与实测值很吻合。     

基于ExcelVBA驱动Maxwell的汽轮发电机励磁电流计算

励磁电流是汽轮发电机的主要运行数据之一,其大小直接影响发电机的运行性能。根据汽轮发电机的模型特点及励磁电流计算的原理,以一台600 MW汽轮发电机为例,建立发电机励磁电流计算模型,计算了静磁场和瞬态场下的额定负载励磁电流;并用Excel VBA编写计算程序,让Excel VBA驱动Maxwell有限元软件计算励磁电流。该程序不仅能参数化建模,还能实现励磁电流有限元计算的自动迭代,具有一键式建模和一键式求解功能,降低了励磁电流计算难度,缩短了汽轮发电机的研发周期,实现工程应用价值。     

数字介损测量离散付立叶变换的理论误差分析

数字介损测量的基础是离散付立叶变换,为分析介损测量离散付立叶变换的误差对介损测量准确度的影响。从数字介损测量的数学模型出发,给出从采样到时窗处理过程对应的数学公式,分析了离散付立叶变换、半离散付立叶变换与信号频谱的关系以及误差来源,并针对常用的时窗函数说明误差的计算方法和控制误差的方法。同时指出准同步采样信号包含的信息与同步采样并无区别,使用半离散付立叶变换方法用准同步数字采样信息计算得到的信号相位与在相同的频率精度下的同步采样信息得到的信号相位具有相同的准确度。