【摘要】：水輪發(fā)電機(jī)以其高效率，無(wú)污染，運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便的優(yōu)勢(shì)，在電力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以一臺(tái)100kW水輪發(fā)電模型機(jī)為例，利用有限元法，對(duì)其端部磁場(chǎng)及損耗分布進(jìn)行了研究，進(jìn)而研究電機(jī)不同工況下的電磁參數(shù)，不僅為水輪發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，同時(shí)也為水輪發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行提供保障。 首先，本文介紹了水輪發(fā)電機(jī)的端部結(jié)構(gòu)和瞬態(tài)電磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，并建立100kW水輪發(fā)電模型機(jī)的端部三維模型，其中包括壓指、壓板、定子鐵心階梯段、定子繞組端部，以及定子鐵心通風(fēng)溝等。采用瞬態(tài)場(chǎng)分析計(jì)算了在空載和額定負(fù)載工況下模型機(jī)的端部磁場(chǎng)分布，進(jìn)而計(jì)算了模型機(jī)定子端部結(jié)構(gòu)件中的渦流損耗。 其次，對(duì)定子端部漏抗計(jì)算公式借助磁場(chǎng)能量法進(jìn)行了推導(dǎo)，建立100kW水輪發(fā)電模型機(jī)定子端部三維數(shù)學(xué)模型，采用渦流場(chǎng)分析端部磁場(chǎng)儲(chǔ)能情況，計(jì)算出漏抗參數(shù)的數(shù)值解，并分析了不計(jì)及端部結(jié)構(gòu)件時(shí)端部漏抗的變化情況，將本文計(jì)算值和傳統(tǒng)解析公式得到的設(shè)計(jì)值進(jìn)行了比較分析，提高計(jì)算精度。 最后，建立100kW水輪發(fā)電模型機(jī)的二維模型，采用負(fù)載阻抗法，確定了發(fā)電機(jī)空載及額定負(fù)載工況下的勵(lì)磁電流。采用有限元法對(duì)100kW水輪發(fā)電模型機(jī)的同步、瞬態(tài)和超瞬態(tài)不飽和電抗進(jìn)行了計(jì)算，在額定負(fù)載工況計(jì)算準(zhǔn)確的前提下，對(duì)額定負(fù)載工況時(shí)的飽和電抗參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。然后，計(jì)算了電機(jī)在電動(dòng)工況運(yùn)行時(shí)的空載及額定負(fù)載工況下的勵(lì)磁電流，在此基礎(chǔ)上，研究了電機(jī)電動(dòng)工況時(shí)的定子端部漏抗及飽和同步電抗參數(shù)變化情況。
【圖文】：

2章 水輪發(fā)電機(jī)端部磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定子側(cè)鐵心邊段采用逐步增壓緊，防止鐵心疊片松脫，其結(jié)構(gòu)可為，其內(nèi)圓處采用斜坡處理，壓板在定子緊，壓指與壓板材料一般為非磁性鋼，繞組采用漸開(kāi)線，轉(zhuǎn)子上有轉(zhuǎn)子磁極壓松脫現(xiàn)象，此外，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有勵(lì)磁繞組條等。由此可見(jiàn)，水輪發(fā)電機(jī)端部的分發(fā)電機(jī)端部沿軸向剖面示意圖。

8部整體模型如圖2-2所示。1-定子繞組；2-磁極；3-轉(zhuǎn)子壓板；4-阻尼條；5-壓指；6-分瓣壓板；7-定子鐵心；8-勵(lì)磁繞組；9-磁軛圖 2-2 端部結(jié)構(gòu)三維物理模型Fig.2-2 The 3D physical model of end structure具體設(shè)計(jì)如下：1．根據(jù) 100kW 水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)要求在鐵心中開(kāi)有三段 8 毫米的通風(fēng)溝，平均分布在定子鐵心中，本文建立模型定子鐵心直線段開(kāi)有一個(gè) 8 毫米的通風(fēng)溝，，定子端部結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。圖 2-3 定子端部圖Fig.2-3 The end of stator2．定子鐵心邊段采用沿軸向逐步增大氣隙的階梯狀，以增大漏磁路的磁阻，減少端部漏磁以及齒部磁密集中現(xiàn)象，防止鐵心齒邊緣局部過(guò)熱。此外，定子鐵心每個(gè)齒上添有一個(gè)實(shí)心非磁性壓指，緊貼壓指焊有兩塊非磁性分瓣壓板，留有間隙，壓板和壓指端部為斜坡?tīng)�。圖 2-4 為定子
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM312

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 周登;水輪發(fā)電機(jī)定子股線環(huán)流研究[D];浙江大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2580849