基于温度场的双馈异步发电机电刷滑环系统故障诊断模拟

应用热电耦合原理,利用ANSYS有限元分析平台建立了双馈风力发电机电刷滑环系统温度场仿真模型,对正常运行状态下的电刷滑环系统温度场进行仿真,给出了系统各部件温度场及电流密度矢量分布。通过对模型中不同电刷加载大小不同的电流载荷来模拟电刷电流分布不均匀故障,对该故障进行暂态仿真分析,同时对刷环系统在正常运行状态下与故障运行状态下的热电场分布做了比较分析。最后,给出相关结论,对电刷滑环系统的温度场状态监测及其过热故障预期具有指导意义。     

双馈风力发电机三维温度场耦合计算与分析

根据流体力学以及传热学理论,阐明了流体与固体耦合直接求解温度场的数学关系.基于1.5MW双馈风力发电机电磁结构、通风结构和冷却方式,并结合电机内流体流动与传热特点,以发电机周向1/8区域作为求解域.采用有限体积元法对发电机内流体场和温度场进行耦合求解,并对求解结果进行了详细的数值分析.得出冷却空气在流通区域速度和流量分布规律;在此基础上,研究了电机温升分布规律及传热特性;将计算的结果与实测数据对比,验证了计算结果的正确性.     

125MW发电机滑环电刷冒火原因分析及防止措施

我厂1~#、2~#机均为某电机厂生产的125MW汽轮发电机。1~#机滑环材质为35Mn,2~#机为50Mn。1980年和1981年投产后多次发生过正极滑环电刷冒火的异常情况。虽然用砂布打磨处理可暂时消除这种情况,但由于砂布与滑环表面很难完全吻合,一、两个月后,有时甚至不足一个月的时间,冒火还会重现,所以不能彻底消除冒火根源。有几次冒火在停机前趋向严重。停转后,     

1.5MW永磁风力发电机电磁场与温度场计算与分析

针对大型永磁风力发电机设计及运行安全性问题,以1.5MW永磁半直驱式同步风力发电机为研究对象,设计三种极槽比不同的发电机方案,建立风力发电机电磁场二维有限元计算模型,并确定出每种方案的绕组设计参数.研究永磁半直驱式同步风力发电机负载工况下的电磁场分布;计算气隙内谐波含量的大小;同时,根据传热学理论,建立温度场二维有限元计算模型,给出了转子旋转时气隙内空气的有效导热系数及三种结构方案发电机温度分布计算结果.最后,对相同类型结构的小型永磁同步风力发电机的实测数据与理论计算结果进行比较以验证计算方法的正确性.通过以上的研究工作可以使相应的研究更加深入,通过提高电机内温度场的计算精确度可以有效地降低大型风力发电机故障率,为大容量永磁半直驱风力发电机的设计提供一些有意义的参考.     

1.5 MW双馈风力发电机电磁场和温度场分析

随着风电装机容量的不断增大和单机容量的不断提高,风电机组的安全运行问题越来越受关注.利用ANSYS有限元分析软件对常见的1.5 MW双馈风力发电机进行了二维建模.根据电磁场和热学传导的相关理论,通过有限元软件,对风力发电机正常工作和故障时电机的磁场和温度场进行了仿真和分析,得到了发电机运行时电机内部磁场和温度场的分布状况.通过分析与研究,提出了发电机维护和故障诊断中应该注意的问题,对发电机的故障诊断和维护有一定的指导作用.     

发电机、交流励磁机滑环与电刷异常运行的原因分析及改进措施

本文分析了滑环与电刷一般要求,异常运行的原因,提出了提高滑环和电刷运行稳定性的措施。     

390H发电机电刷滑环的运行特性及其事故的处理

介绍了390H发电机电刷和滑环的运行特性;针对一次发电机滑环由于负极环火引起正负滑环间短路的事故及处理情况,提出了正常维护要注意的事项及其建议。     

兆瓦级双馈风力发电机定子温度场有限元计算

文章在论述兆瓦级双馈风力发电机基本结构的基础上,利用有限元法建立了发电机定子有限元计算模型,给出了相应的热性能参数计算方法;应用有限元分析软件Ansys对发电机的定子温度场进行了仿真计算,通过试验与仿真结果的对比分析,表明了有限元模型和仿真方法的正确性和可行性。     

18kW永磁同步发电机三维温度场计算

以18 kw永磁电机为例进行温度场分布分析,建立了永磁电机三维温度场的计算模型,解决了定、转子之间的热交换问题。用有限元软件对电机进行了温度场计算。分析了电机各部分温升不同的原因,为优化设计奠定了理论基础。     

基于热电耦合的双馈发电机集电环系统三维温度场研究

提出"集电环温度交通灯"的概念,集电环温度设计应遵守"温度交通灯"法则;建立了基于热电直接耦合的双馈发电机集电环(DFGS)系统仿真模型,利用有限元软件对DFGS系统进行三维瞬态温度场仿真计算,得到了DFGS系统的温度场分布规律;采用红外热成像仪进行DFGS系统的温度红外云图试验测试,试验结果与仿真结果非常吻合,为DFGS系统的温度场优化及故障诊断提供了参考指导。     

高海拔用风力发电机流体场与温度场的计算分析

以一台高海拔用双馈风力发电机为研究对象,在基本假设的基础上,建立了发电机内流体场以及温度场相耦合的求解模型,根据给定的边界条件及电机内传热的基本特性,采用有限体积元法对发电机内的多元温度场进行求解。通过数值计算分析了发电机内部的流体场流变特性以及传热特点,并以平原地区的实验数据为依据,验证了温度场数值计算的合理性和准确性。最后,将高海拔地区的电机温升计算结果与采用不同标准获得的温升结果进行对比,进一步佐证了温度场计算的精确性,并且有效缩减了标准范围,为发电机在高海拔地区安全运行和设计提供理论依据。     

双馈异步发电机电刷滑环电阻变化理论与仿真研究

电刷与滑环间良好的电接触是双馈异步发电机稳定运行的前提．电刷滑环电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。以1．5MW实际双馈风力发电机电刷滑环系统为研究对象．在计及周期性变化的滑环电阻的基础上,对运行过程中电刷滑环动态电阻进行定量分析和计算。利用PSCAD／EMTDC仿真软件．建立正常运行和故障运行下电刷滑环动态电阻数值模型和电路模型．并对电刷电流的间谐波进行理论分析和计算．通过对故障前后的电刷电流傅里叶变换值进行列比分析．得出结论：故障后电刷电流间谐波分量下降率远小于基波分量下降率．且故障下间谐波畸变率远大于正常时间谐波畸变率。该结论可作为双馈异步发电机电刷滑环运行稳定性的削据．对其状态监测和故障诊断具有实际指导意义。     

轴向通风双馈异步发电机的温度场计算

为了实现双馈异步发电机通风冷却的优化设计,根据电机内通风系统流体流动的特点及电机定转子热量产生与传递的规律,建立了全域通风与温度的三维等效物理模型,给出了模型的边界条件,并利用有限体积法对方程进行求解,得到了额定运行情况下各风道内流量与流速的分布情况,以及定子、转子、机座水套等各截面的温度场分布,将计算结果与试验值进行了对比分析,证明了计算方法的合理性。结果表明,机座水套能够有效降低定子轭及绕组的温度,相比之下,转子绕组温度偏高,应进一步优化提高机座冷却器换热能力及系统通风能力。     

紧凑型高压异步电机三维流体场分析及温度场仿真计算

为研究10 kV紧凑型异步电机额定工况运行时,内、外双风扇作用下电机内的流体流动状况以及电机各部件的温度分布情况,采用流体场与温度场耦合的方法建立电机三维散热模型,并对内外风扇以及转子自力性扇叶周围空气建立旋转气域模型。将电磁场有限元仿真计算得到的绕组铜耗、定子铁心损耗、转子铝耗等作为热源,在计算流体力学理论分析的基础上,对电机温度场作出合理的基本假设并给出相应的边界条件,通过流热耦合仿真计算得到电机在双风扇随轴转动情况下电机内外流体场中流体流动及电机各部件温度的空间分布特征。仿真结果表明,电机温度最大值位于转子绕组中部,定子绕组温度最大值为113 ℃,满足F级绝缘要求;内风扇工作时可以有效降低定、转子温度。     

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。     

3MW双馈风力发电机传热特性数值研究

随着风力发电机容量的增加,电磁负荷不断提高,电机的发热问题成为影响机组性能和经济指标的主要因素之一。为了解决该难题,以一台3MW双馈风力发电机为例,根据流体力学以及传热学理论,结合发电机通风性能以及结构特点,建立了发电机三维流动与传热耦合求解的数学模型与物理模型;并给出基本假设与相应的边界条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算。最后,对发电机内部的流体流动性能、传热特性以及发电机定转子铁心、定转子绕组以及绝缘的温升分布进行了分析,得到端部气体流动不规律以及二次冷却热能力较强等,为更大容量风力发电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。     

永磁往复发式发电机的温度场计算

研究了1.1kW永磁往复发电机稳态运行时电机内部的发热机理和温度场分布情况。基于有限元法计算了电机稳态运行时电机内的发热源和各部位表面散热系数,计算出定子与线圈的温升分布,找出电机内的最高发热部位,并将计算值与实验值进行比较,验证了求解的正确性。