大型空冷汽輪發(fā)電機端部電磁場與溫度場計算研究.pdf

1、本論文為上海市科學技術發(fā)展基金攻關項目“100MW～200MW等級大容量空冷汽輪發(fā)電機研制”的子課題的研究內容，該項目被列為“十五”重點攻關項目。 本文敘述了國內外汽輪發(fā)電機的發(fā)展史?？绽浒l(fā)電機雖是最早研制成功并得到廣泛應用的發(fā)電機產(chǎn)品，但在汽輪發(fā)電機發(fā)展中期，由于原材料、絕緣技術、冷卻技術等方面的限制，其發(fā)展一度受到阻礙。上世紀八、九十年代，隨著技術的進步，尤其是材料科學與計算機技術的發(fā)展，加之市場的需求，空冷汽輪發(fā)電機獲

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

3、，應用ANSYS商用軟件對端部結構件進行溫度分布的分析計算。論文以研制的125MW空冷汽輪發(fā)電機為例，計算了在空載、短路、正常負載和進相運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，并將計算結果與試驗值進行對比分析，證明論文建立的模型和采用的計算分析方法正確，計算結果能夠滿足工程設計的要求。 本文還研究了結構件材料、繞組傾斜角等因素對磁場、溫度場及損耗的影響。論文的計算結果說明了所研制的空冷發(fā)電機的端部設計，如采用