雙饋水輪發(fā)電機多物理場計算及分析.pdf

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

2、，建立了電磁場有限元計算的物理模型，并對其進行網(wǎng)格劃分。采用時步有限元法對發(fā)電機空載時采用原始結(jié)構(gòu)、斜槽、磁性槽楔及磁性槽楔與斜槽結(jié)合使用時的氣隙磁密分布特性進行數(shù)值計算。通過對氣隙磁密波形的傅里葉分解獲得不同結(jié)構(gòu)時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)時發(fā)電機的諧波含量及損耗分布特性。為了模擬發(fā)電機額定負載工況，本文提出在定子端外接等效阻抗的方法模擬發(fā)電機并網(wǎng)工況，得到了發(fā)電機采用原始結(jié)構(gòu)與磁性槽楔時的銅耗、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)電機實際的通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)建立流熱耦合計算的物理模型，并給出相應(yīng)的邊界條件。采用有限體積法計算額定工況下電機的溫升分布，確定了電機內(nèi)最高溫升位置并詳細分析了定子股線、定子鐵心、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)子鐵心的溫升分布情況，將實測值與溫升計算結(jié)果進行了比較。然后對采用磁性槽楔后發(fā)電機的溫升情況進行了計算，得到了采用磁性槽楔后發(fā)電機各部分的溫升。
　　本研究對6.5MW雙饋水輪發(fā)電機進行了電磁場、溫度場、流體場