雙饋水輪發(fā)電機(jī)多物理場(chǎng)計(jì)算及分析.pdf

1、隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高，雙饋水輪發(fā)電機(jī)組正逐漸向大容量發(fā)展，電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的損耗會(huì)顯著增加，引起電機(jī)各部分溫升增加而影響電機(jī)壽命以及運(yùn)行可靠性。然而近年來針對(duì)雙饋水輪發(fā)電機(jī)的研究側(cè)重點(diǎn)放在了控制系統(tǒng)方面，對(duì)于發(fā)電機(jī)本體的齒諧波含量、損耗分布以及溫升情況的研究并不完善，因此對(duì)雙饋水輪發(fā)電機(jī)本體進(jìn)行電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流體場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算，研究其齒諧波含量、損耗分布及其溫升情況是十分必要的。
　　針對(duì)以上問題本文以6.5MW雙饋水輪發(fā)電機(jī)為例

2、，建立了電磁場(chǎng)有限元計(jì)算的物理模型，并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。采用時(shí)步有限元法對(duì)發(fā)電機(jī)空載時(shí)采用原始結(jié)構(gòu)、斜槽、磁性槽楔及磁性槽楔與斜槽結(jié)合使用時(shí)的氣隙磁密分布特性進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。通過對(duì)氣隙磁密波形的傅里葉分解獲得不同結(jié)構(gòu)時(shí)的各次諧波幅值和基波幅值。據(jù)此，著重分析了采用不同結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)電機(jī)的諧波含量及損耗分布特性。為了模擬發(fā)電機(jī)額定負(fù)載工況，本文提出在定子端外接等效阻抗的方法模擬發(fā)電機(jī)并網(wǎng)工況，得到了發(fā)電機(jī)采用原始結(jié)構(gòu)與磁性槽楔時(shí)的銅耗、鐵耗、輸出

3、功率、功率因數(shù)、相電壓波形等。最后根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際的通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)建立流熱耦合計(jì)算的物理模型，并給出相應(yīng)的邊界條件。采用有限體積法計(jì)算額定工況下電機(jī)的溫升分布，確定了電機(jī)內(nèi)最高溫升位置并詳細(xì)分析了定子股線、定子鐵心、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)子鐵心的溫升分布情況，將實(shí)測(cè)值與溫升計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。然后對(duì)采用磁性槽楔后發(fā)電機(jī)的溫升情況進(jìn)行了計(jì)算，得到了采用磁性槽楔后發(fā)電機(jī)各部分的溫升。
　　本研究對(duì)6.5MW雙饋水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行了電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流體場(chǎng)