汽輪發(fā)電機(jī)相關(guān)因素對端部瞬態(tài)磁場及渦流損耗的影響研究.pdf

1、大型發(fā)電機(jī)端部區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜且定子端部線棒較長，特別是汽輪發(fā)電機(jī)多數(shù)為全速電機(jī)，兩側(cè)端部的軸向總距離約占發(fā)電機(jī)總長度的1/3，其端部影響不容忽視。大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組沿漸開線空間伸展，端部區(qū)域電密分布及空間漏磁分布復(fù)雜。發(fā)電機(jī)合成磁勢隨時間和空間變化，汽輪發(fā)電機(jī)端部寄生無用漏磁場，在發(fā)電機(jī)端部各金屬結(jié)構(gòu)件中感生渦流。當(dāng)發(fā)電機(jī)單機(jī)容量增大，電機(jī)電磁負(fù)荷的增加會使電機(jī)端部漏磁增大，導(dǎo)致端部區(qū)域結(jié)構(gòu)件的渦流損耗增加，致使電機(jī)產(chǎn)生局部過熱、

2、局部應(yīng)力增大等一系列問題，嚴(yán)重時危及電機(jī)的安全運(yùn)行。
　　為削弱端部漏磁，通常采取“抵磁”或“聚磁”兩種抑磁措施，前者利用高電導(dǎo)率的金屬所感生的渦流來抵抗漏磁;后者采用導(dǎo)磁體將漏磁聚集到磁阻較低的路徑閉合。由于金屬屏蔽中的渦流對端部漏磁場起到抵制作用，迫使一部分漏磁通改變路徑，且這種抵制作用隨發(fā)電機(jī)端部金屬構(gòu)件的形狀尺寸、空間位置及材料物理固有屬性的不同而異，均會對渦流損耗分布產(chǎn)生影響。因此，準(zhǔn)確的計算發(fā)電機(jī)端部區(qū)域的磁場分布、金

3、屬構(gòu)件的渦流損耗及溫度分布對發(fā)電機(jī)端部的設(shè)計起到至關(guān)重要的作用。
　　本文建立了大型水-氫-氫汽輪發(fā)電機(jī)端部區(qū)域三維實(shí)體模型，利用有限元法對三維非線性瞬態(tài)渦流場數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，得到了空載及額定工況時汽輪發(fā)電機(jī)端部區(qū)域的磁場分布和金屬構(gòu)件的渦流損耗，對比研究了端部有銅屏蔽時、無銅屏蔽時端部構(gòu)件損耗的變化情況。提出一種空心金屬屏蔽結(jié)構(gòu)以降低端部金屬屏蔽的溫度。根據(jù)傳熱學(xué)理論，利用電磁場計算得到的損耗結(jié)果對端部區(qū)域溫度場數(shù)學(xué)模型求解、