计及电磁-传热影响的蒸发冷却风力发电机定子铁心穿管结构优化设计

采用自循环式蒸发冷却技术是提升大容量风力发电机组散热能力和可靠性的一种经济且有效的方式,然而在传统电机的分析设计和性能预测过程中,往往会忽略定子局部穿管结构的改变对电机电磁性能的影响,同时也会忽略这部分接触热阻在热传导过程中对电机冷却性能的影响。对此,该文首先基于风力发电机的运行特性和单元灵敏度方法分析了定子铁心穿管结构对电机电磁及冷却性能的影响,然后通过小倾角自循环管道换热实验以及接触热阻温升实验对空心圆铜管的换热能力以及接触热阻进行了分析和测试,最后建立了以电磁及传热性能为优化目标的铁心穿管结构优化策略,并以一台10 MW永磁直驱式风力发电机为研究对象,对定子铁心穿管结构开展了优化设计研究。通过优化方案的有限元分析验证说明,提出的优化策略可以准确且有效地满足电机电磁和冷却性能的设计要求,同时从电磁和散热两个维度来评估,所提出的优化策略同样适用于相同应用场景下的其他永磁同步电机。

基于变频电流激励的发电机定子铁心磁化试验

为探究变频电流激励下发电机定子铁心表面、故障点的温升趋势和故障点短路电流的变化情况,在定子铁心上选取不同线圈匝数的短路故障点,开展了工频(50 Hz)和高频(250 Hz)下定子铁心磁化试验,记录不同频率下铁心的温升;在同一工况下施加不同频率(50、100、150、200、250、300 Hz)的正弦波进行铁心磁化试验,记录不同励磁电流频率下铁心模拟故障点的故障电流。试验结果表明:高频电流激励下铁心表面温度及故障点温度的上升趋势具有较好的一致性,并且不同频率下的故障点短路电流无明显变化,验证了基于变频电流激励的发电机定子铁心磁化试验的可行性。

无磁轭轴向磁通风力发电机多目标偏好优化设计

为了实现小型风力发电机的高性能及微风启动,将3D打印赛钢塑料与混合Halbach阵列、模块化弹性定子铁心结合,提出一种无磁轭模块化轴向磁通风力发电机。根据设计要求,分析不同材料的重量,确定了电机的初步方案。在目标约束的基础上,以感应电动势波形畸变率为主要偏好,感应电动势、齿槽转矩为次要偏好进行优化设计。采用了改进的多目标遗传优化算法及响应面法对电机进行了多目标偏好优化,并与无偏好的优化结果对比,体现了偏好优化的优势。最后,通过有限元仿真及样机实验验证该电机性能。

发电机定子铁芯故障检测方法综述

结合实例对铁芯损耗试验和电磁铁芯故障检测仪(ELCID)试验进行系统对比,并且从技术、资源、成本等多维度进行分析。研究结果和实践经验表明:若铁芯无严重故障,ELCID试验与铁芯损耗试验的检测效果接近,同时在便捷程度、试验成本等方面具有优势;若确认铁芯存在缺陷,应进行铁芯损耗试验以彻底评估严重程度。建议结合发电机运行状态选择铁芯故障检测方法,研究结果为类似大型发电机定子铁芯故障检测方法和检修策略提供了有益参考。

大型发电机1.4T下定子铁心试验方法研究与应用

研究了以6kV厂用母线作为励磁线圈电源直接合闸进行大型发电机1.4T下定子铁心试验的方法。与以往采用的传统试验方法相比,具有设备简便灵活、现场条件易满足、测试灵敏度高等特点,现场实际应用中取得很好的检验效果,在电厂大修中及时发现并消除了发电机定子铁心故障。

大电机主绝缘老化试验系统和试样设计

分析了大电机主绝缘在运行过程中产生老化的机理 ,确定了电、热和机械应力各因子老化试验的参数 ,建立了多因子老化的试验模型 ,研制开发了电 -热 -机械应力三因子联合老化的试验系统 ,设计了分段处理试样制备方案。经模型线棒的老化试验验证 ,在不同老化因子作用下局部放电的放电量、放电次数和放电脉冲分布等参量都有不同的变化规律。结果表明 ,三因子联合老化试验系统能满足研究大型发电机主绝缘在多因子联合作用下的老化规律和评估其剩余寿命的试验要求。

涡流发生器对垂直轴风力机翼型气动性能的影响

为推迟翼型的边界层分离,改善叶片的气动性能,提出一种在H型垂直轴风力机对称翼型NACA0012叶片表面上加装涡流发生器的设计方案。利用FLUENT软件对翼型进行三维流体力学仿真,采用正交试验设计法,研究涡流发生器的高度、安装角度和安装位置这3个设计参数对翼型气动性能的影响。研究结果表明:最佳的涡流发生器高度为6.5 mm、安装角度为18°、安装位置为0.1c(c为叶片弦长),过大或者过小的涡流发生器高度和安装角会降低翼型的升力系数和升阻比;安装位置靠近翼型前缘可增大翼型的临界攻角,但会给翼型带来较大阻力;加装涡流发生器后,对称翼型叶片失速区范围减小40.3%。

发电机定子铁心铅垂度在线监测装置的设计

发电机定子铁心的铅垂度是影响定子制造质量的一个关键参数。目前,对发电机定子铁心铅垂度进行检测大都采用人工方法,存在工作量大、效率低、误差大等问题,且无法在制造过程中对铅垂度进行实时检测与调整。基于激光高方向性的特点,设计了发电机定子铁心铅垂度在线监测装置。这一装置可在高温、振动等恶劣制造环境中对发电机定子铁心铅垂度进行全程监测,具有较高的自动化程度、测量精度、测量效率及可靠性,可有效降低劳动量与成本,提高发电机定子铁心的生产质量。

大型水轮发电机定子铁心翘曲问题浅析

本文主要针对大型水轮发电机定子铁心的翘曲问题进行分析与研究,着重研究和分析铁心翘曲问题产生的具体原因、预防措施和解决方案,同时为大型水轮发电机的结构设计积累经验。

用于发电机定子铁心片间压力监测的传感器标定系统

基于发电机定子铁心片间压力监测传统方法工作量大、人工成本高、效率低、误差大等缺点,设计了一套用于发电机定子铁心片间压力监测的传感器标定系统。介绍了这一系统的硬件组成与软件架构,并进行了标定试验,确认这一系统能够在实现传感器标定的同时,有效降低传感器的测量误差。

发电机定子铁心片间压力监测装置的设计

发电机定子铁心片间压力分布情况是影响定子制造质量和使用寿命的关键参数。目前,发电机定子铁心片间压力监测存在效率低、延时等缺点。对此,基于薄膜压力传感器设计了一套发电机定子铁心片间压力监测装置。介绍了这一监测装置的结构与配套软件,并进行了试验验证。应用这一监测装置,可以实时监测发电机定子铁心的片间压力值及分布情况,为定子补偿方案提供实时数据支撑。

汽轮发电机定子铁心模态试验的测试研究

为了防止发电机定子铁心由于各种原因,造成定子铁心椭圆型模态振动频率与两倍频的径向电磁力发生共振而引发事故,必须对汽轮发电机定子铁心进行模态试验。通过利用发电机定子绕组端部振动模态测试仪器,只要在试验中注意选择灵敏度高的加速度传感器、分析频率采用0～500 Hz、参数设置的延迟时间选择要长等,就可以完成测定,提高发电机的安全运行水平。

大型发电机定子铁心损耗试验分析

针对河北西柏坡发电有限责任公司发电机定子铁心存在的缺陷,分析利用6kV厂用电进行发电机定子铁心损耗试验的可行性,介绍试验参数计算方法和试验步骤,结果表明铁心损耗试验能够有效地对发电机铁心状况作出判断。

水电站水轮发电机定子铁心铁损试验的现场实施

结合万家寨水电站5号机组A级检修定子铁损试验的现场情况,对定子铁损试验的现场实施、试验数据和结果以及现场试验条件与漏磁对该项试验的影响等进行了详细分析。定子铁损试验结果,检验了对5号发电机定子铁心溢出情况处理后的效果,经过处理的部分,温度、温升不明显,说明经过处理的矽钢片片间绝缘未损坏。针对万家寨水电站定子铁损试验的情况,对该项试验在现场实施过程中的试验电源选择、试验接线方法、温度测量、计算分析等方面提出建议。

水轮发电机定子铁心磁化试验准确性探讨

对于大型水轮发电机组,定子铁心是由硅钢片现场叠装而成。一般通过铁心磁化试验对其安装水平与产品质量进行检验。因此,铁心磁化试验数据的准确性应该有很高的要求。本文以两台大型水轮发电机的定子铁心磁化试验为例,分析了励磁电压的选择、测量线圈的布置、叠压系数的确定等因素对定子铁心磁化试验准确性的影响。最后,对同类型机组铁心磁化试验的准备与现场试验提出建议,使试验结果更加真实,可靠,有效反映铁心安装水平与产品质量,提高机组运行可靠性。

向家坝巨型水轮发电机定子磁化试验

阐述向家坝右岸地下厂房4台800 MW水轮发电机定子磁化试验方法,计算并分析定子铁心的最大温升、最大温差,与机座的最大温差,与压板的最大温差,以及铁心单位最大损耗。经试验结果表明,4台机组定子铁心叠装质量优、片间绝缘性良好,能保证发电机定子安全稳定运行。

三里坪水电站发电机定子铁芯磁化试验

为保证三里坪水电站发电机组的安全运行,在发电机定子铁芯组装完成后,采用在铁芯上缠绕励磁绕组并通入一定的交流电,使铁芯发热、温度升高,从而找出过热点的方法,对定子铁芯硅钢片的制造和现场安装质量进行了试验检测。结果表明:定子铁芯的制造和现场安装质量满足设计要求。详细介绍了试验过程。可供同类工程参考。

贯流式发电机组贴壁式定子间隙的设计和计算方法

介绍了贴壁贯流式水轮发电机组定子间隙的设计和计算方法,使在贴壁式定子的设计和计算方面得到进一步的改进和细化。

汽轮发电机定子铁心磁化试验温升过高原因分析

介绍了汽轮发电机定子铁心磁化试验的基本原理,针对营口电厂1号发电机定子铁心磁化试验时出现的铁心过热情况,对试验过程中铁心产生过热点的原因进行分析,介绍了试验、检查和处理过程,处理后发电机定子铁心可以满足运行要求,也为汽轮发电机定子铁心磁化试验的实际应用提供相关经验及依据。

水轮发电机定子铁损试验

定子铁损试验是检验发电机定子铁芯装配质量的重要方法,也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序。以江西柘林水电站5号机组为例介绍发电机定子铁损验的计算、实施及整理分析方法。