大電機(jī)定子線圈端部防暈特性損耗仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著發(fā)電機(jī)額定電壓等級的不斷提高，對大電機(jī)絕緣系統(tǒng)提出了更高的要求，要求在保證發(fā)電機(jī)優(yōu)異的電氣和機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，盡可能減小發(fā)電機(jī)的體積。發(fā)電機(jī)定子線圈端部電場分布極不均勻，容易發(fā)生電暈放電，提高定子線圈端部的損耗密度，破壞發(fā)電機(jī)主絕緣，降低定子線棒的使用壽命，限制發(fā)電機(jī)容量的提高。
　　本文利用PTC Creo三維建模軟件，建立了發(fā)電機(jī)定子線圈端部三維模型。利用仿真軟件COMSOL Multiphysics對發(fā)電機(jī)定子線圈端部防

2、暈層的損耗進(jìn)行數(shù)值仿真分析，系統(tǒng)研究防暈層結(jié)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)角度、搭接長度以及非線性系數(shù)等因素對定子線圈端部防暈層損耗的影響。仿真計算可知有扭轉(zhuǎn)角度的防暈層與無扭轉(zhuǎn)角度的防暈層相比，損耗最大值較大而損耗平均值較小，損耗最大值出現(xiàn)在中低阻搭接部位的窄邊棱角處;同等條件下，三層防暈結(jié)構(gòu)的表面損耗最大值和平均值都小于兩層防暈結(jié)構(gòu);當(dāng)扭轉(zhuǎn)角度為17.5°到30°時，隨扭轉(zhuǎn)角度的增加，防暈層損耗最大值先下降后上升，防暈層損耗的平均值不斷下降，扭轉(zhuǎn)角度為2

3、2.5°時，表面損耗最小，防暈效果理想;搭接結(jié)構(gòu)可以避免相鄰兩段防暈層電阻過渡不良，當(dāng)搭接長度為25mm時，防暈層損耗最大值和損耗平均值都較小，防暈工藝及效果最佳;非線性系數(shù)對防暈層損耗的影響主要取決于第一段防暈層的非線性系數(shù)，若非線性系數(shù)過小，防暈效果不理想，若非線性系數(shù)過大，高阻末端容易發(fā)生閃絡(luò)放電，防暈層損耗增大，當(dāng)非線性系數(shù)為1時，防暈效果最好。
　　以發(fā)電機(jī)定子線圈端部損耗的仿真分析為依據(jù)，希望能找到一種理想的非線性防暈

4、材料，使防暈材料的非線性系數(shù)滿足防暈條件，降低定子線圈的端部損耗。本文分別以純環(huán)氧樹脂和O-MMT/環(huán)氧樹脂為基漆，以目數(shù)為400目的碳化硅為填料，采用熔融共混法分別制備了碳化硅/環(huán)氧樹脂非線性防暈漆以及碳化硅-有機(jī)化蒙脫土/環(huán)氧樹脂非線性防暈漆，其中有機(jī)化蒙脫土的含量為2wt％～5wt％。實(shí)驗(yàn)研究了碳化硅含量和蒙脫土含量對碳化硅非線性防暈漆的防暈參數(shù)的影響。通過實(shí)驗(yàn)可知，隨碳化硅含量的升高防暈漆電阻率降低，非線性系數(shù)升高;有機(jī)化蒙脫土