定子鐵心硅鋼片材料對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流影響的計(jì)算分析

1、定子鐵心硅鋼片材料對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流影響的計(jì)算分析趙偉，梁綱，劉明慧，咸哲龍（上海電氣電站設(shè)備有限公司發(fā)電機(jī)廠，上海200240）摘要：本文以上海發(fā)電機(jī)廠QFSN型660MW隱極汽輪發(fā)電機(jī)為分析模型，計(jì)算了發(fā)電機(jī)定子鐵心采用不同硅鋼片材料時(shí)的勵(lì)磁電流，并分析了其對(duì)發(fā)電機(jī)性能參數(shù)的影響，對(duì)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)；硅鋼片；勵(lì)磁電流1前言在汽輪發(fā)電機(jī)中，定子鐵心的作用是使發(fā)電機(jī)總磁通獲得低磁阻的磁路，同時(shí)起著固定

2、定子繞組的作用。定子鐵心不僅是磁路的一部分，而且也是良好的導(dǎo)電體，主磁通也在定子鐵心中產(chǎn)生渦流損耗。為了減少渦流損耗，汽輪發(fā)電機(jī)的定子鐵心是由成千上萬(wàn)張扇形硅鋼片疊裝而成，而且各片之間彼此絕緣，以防止各疊片之間流過(guò)電流[1]。目前，大型汽輪發(fā)電機(jī)通常使用的硅鋼片厚度是0.35mm或0.5mm。扇形硅鋼片如圖1所示。圖1扇形硅鋼片示意圖同時(shí)，由于定子鐵心是發(fā)電機(jī)磁路的一部分，定子鐵心硅鋼片材料的磁化特性也會(huì)影響到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流等參數(shù)。2

3、磁路計(jì)算及空載特性的計(jì)算[2][3]發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)主磁通在定子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在定子繞組中產(chǎn)生電流。而定子繞組電流產(chǎn)生的電樞磁通勢(shì)和轉(zhuǎn)子的磁通勢(shì)合成的總磁通勢(shì)，在定子鐵心、氣隙和轉(zhuǎn)子構(gòu)成的磁回路中形成合成磁通，建立起發(fā)電機(jī)電壓。兩極汽輪發(fā)電機(jī)磁路如圖2所示。圖2兩極汽輪發(fā)電機(jī)的磁通勢(shì)示意圖在計(jì)算分析中，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子圖3不同硅鋼片材料的磁化特性曲線從圖3可以看出，材料A的磁化特性要優(yōu)于材料B。采用上海發(fā)電機(jī)廠的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)SID計(jì)算程

4、序，計(jì)算得到材料A和材料B對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)空載特性曲線，如圖4所示。圖4不同硅鋼片材料對(duì)應(yīng)的空載特性曲線基于圖4的發(fā)電機(jī)空載特性曲線，計(jì)算得到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，見(jiàn)表1：表1不同硅鋼片對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)參數(shù)對(duì)比材料A材料B功率MW660660功率因數(shù)0.90.9定子電壓kV2020定子電流A2116921169空載勵(lì)磁電流A14801495滿(mǎn)載勵(lì)磁電流A45344576轉(zhuǎn)子銅耗kW19251958發(fā)電機(jī)效率%99.03099.026從上表的對(duì)比中可以

5、看出，盡管材料A的磁化特性?xún)?yōu)于材料B，但是采用材料B時(shí)計(jì)算得到的發(fā)電機(jī)性能參數(shù)，如發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)子銅耗和效率，與采用材料A時(shí)的數(shù)值很接近，滿(mǎn)載勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子銅耗僅僅增大了0.9%和1.7%，發(fā)電機(jī)效率略有降低。4結(jié)語(yǔ)從上面的計(jì)算分析中可以看出，采用不同的定子鐵心硅鋼片材料，會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流、損耗和效率產(chǎn)生一些影響。不過(guò)，在發(fā)電機(jī)性能滿(mǎn)足客戶(hù)要求的情況下，制造廠在選擇硅鋼片材料時(shí)有了更多的選擇。本文的分析研究對(duì)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造具有