大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)端部電磁場與溫度場計(jì)算研究.pdf

1、本論文為上海市科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金攻關(guān)項(xiàng)目“100MW～200MW等級大容量空冷汽輪發(fā)電機(jī)研制”的子課題的研究內(nèi)容，該項(xiàng)目被列為“十五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。 本文敘述了國內(nèi)外汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)展史?？绽浒l(fā)電機(jī)雖是最早研制成功并得到廣泛應(yīng)用的發(fā)電機(jī)產(chǎn)品，但在汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)展中期，由于原材料、絕緣技術(shù)、冷卻技術(shù)等方面的限制，其發(fā)展一度受到阻礙。上世紀(jì)八、九十年代，隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是材料科學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加之市場的需求，空冷汽輪發(fā)電機(jī)獲

2、得了向大容量發(fā)展的機(jī)會(huì)。 隨著空冷發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的提高，其體積和電磁負(fù)荷也不斷提高?？刂瓢l(fā)電機(jī)各部件的溫升是空冷發(fā)電機(jī)大容量化的難點(diǎn)和重點(diǎn)。端部由于結(jié)構(gòu)及漏磁場的分布復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)件的溫度分布尚無統(tǒng)一的計(jì)算分析方法。 本文從發(fā)電機(jī)端部電磁場的有限元分析著手，建立包括鐵心邊段在內(nèi)的空冷汽輪發(fā)電機(jī)端部場求解模型。定、轉(zhuǎn)子繞組采用等效電流層的分析方法。應(yīng)用已有的專用軟件，計(jì)算各部分的磁場及損耗。然后，建立其三維溫度場模型

3、，應(yīng)用ANSYS商用軟件對端部結(jié)構(gòu)件進(jìn)行溫度分布的分析計(jì)算。論文以研制的125MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)為例，計(jì)算了在空載、短路、正常負(fù)載和進(jìn)相運(yùn)行等各種不同工況下的端部磁場、壓圈附加損耗及溫度分布，并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對比分析，證明論文建立的模型和采用的計(jì)算分析方法正確，計(jì)算結(jié)果能夠滿足工程設(shè)計(jì)的要求。 本文還研究了結(jié)構(gòu)件材料、繞組傾斜角等因素對磁場、溫度場及損耗的影響。論文的計(jì)算結(jié)果說明了所研制的空冷發(fā)電機(jī)的端部設(shè)計(jì)，如采用