大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)端部三維渦流場(chǎng)有限元分析.pdf

1、近年來，隨著空冷汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)和工藝水平的提高，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也相應(yīng)提高，這種高可靠性和高效率的空冷發(fā)電機(jī)已逐漸成為許多發(fā)電機(jī)組的一個(gè)選擇，因此提高空冷汽輪發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量就越來越重要。而汽輪發(fā)電機(jī)容量的提高主要通過增加電磁負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)，增加線負(fù)荷的同時(shí)就增加了線棒的損耗，導(dǎo)致端部漏磁增加，結(jié)構(gòu)件中的渦流損耗增加，電機(jī)的溫升將升高，甚至超過容許溫升。為此必須合理設(shè)計(jì)電機(jī)結(jié)構(gòu)以提高其散熱強(qiáng)度和減小損耗，而計(jì)算汽輪發(fā)電機(jī)端區(qū)三維渦流電

2、磁場(chǎng)是解決這些問題的關(guān)鍵。 汽輪發(fā)電機(jī)端區(qū)磁場(chǎng)的問題，在多年前就已經(jīng)提出，但由于端區(qū)材質(zhì)眾多、結(jié)構(gòu)形狀和端區(qū)渦流分布非常復(fù)雜，至今還未得到圓滿的解決。本文重點(diǎn)針對(duì)空冷汽輪發(fā)電機(jī)端部磁場(chǎng)計(jì)算中存在的問題，采用A, - A三維有限元法建立了大型汽輪發(fā)電機(jī)端部三維渦流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，模型充分考慮了定、轉(zhuǎn)子鐵心的端部效應(yīng)和定子齒壓指、壓板、磁屏蔽、壓圈等結(jié)構(gòu)件的實(shí)際幾何形狀和材料性質(zhì)的影響：創(chuàng)建了發(fā)電機(jī)定子端部繞組的漸近線和轉(zhuǎn)子端部繞組的

3、實(shí)體物理模型，對(duì)定、轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行了模擬；采用二維和三維磁場(chǎng)耦合的方法確定邊界條件；并以QF-150-2型空冷汽輪發(fā)電機(jī)為例，分析計(jì)算了計(jì)及渦流損耗時(shí)空冷汽輪發(fā)電機(jī)空載、額定負(fù)載時(shí)的端部電磁場(chǎng)；采用磁場(chǎng)能量法對(duì)定子端部漏抗計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，計(jì)算了定子端部漏抗參數(shù)；最后，編制了汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流和參數(shù)有限元計(jì)算的參數(shù)化程序。 將計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為合理設(shè)計(jì)空冷汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)，為提高空冷