矿用三相异步电机冷却结构优化研究

为降低矿用三相异步电机的温升,以一台3 300 V、3 000 kW电机为研究对象,首先基于有限元体积法,探究有无定转子轴向通风道及定子轴向通风道数量对温升的影响,得到了定子轴向通风道数量的最优设计方案。最后,通过试验验证了计算方法的准确性,为后续矿用三相异步电机结构设计提供了参考。

国内某抽水蓄能电站发电电动机通风系统改造

国内某抽水蓄能电站发电电动机定子绕组端部通风冷却效果不佳,温升偏高,长时间运行会引起线棒绝缘加速老化。笔者对定子绕组端部温升偏高的原因进行分析,提出通风系统改造方案,并采用经典网络法和CFD流体解析法对通风系统改造方案进行分析。试验结果表明,改造后定子绕组端部温升大幅下降,改造效果显著。该改造实践结果可为类似机组通风系统设计提供一些借鉴。

多风路大型空冷汽轮发电机三维流场计算

针对某大型空冷汽轮发电机,其中定子采用三进四出多风路通风冷却,转子端部采用弧段进风与直段补风,本体采用副槽通风结构,为研究定子压指、冷热风区及转子与气隙中各部分的冷却空气流量分布与内部流场特征,建立了半轴向段包括转子一个槽和与之对应的气隙及定子两个槽的物理模型。依据计算流体动力学原理,采用有限体积法,利用工程计算得到的压力入、出口边界条件,对计算域内的三维湍流流场进行了数值模拟。结果表明：转子轴径向段槽楔出风口的静压急剧增大,副槽段各出风口的压力约为3600Pa,以150Pa幅度上下波动。气隙中空气静压在3000~4000Pa之间变化,局部存在反向流,有涡流形成。

空冷发电机定子三维温度场分布与试验对比

以某大型空冷汽轮发电机为例,根据CFD原理以及定子冷却系统流体的流动特性,建立多风路通风系统三维流动与传热的数学模型和物理模型,选择相应的基本假设和边界条件,对耦合场进行数值求解。求解结果得到通风沟内的流体温度分布和电机内部固体部件的温度分布,得到最高温度分布位置与最高温度值。将模拟计算最终结果与实际运行结果进行比较,考核通风系统的散热能力,确保机组能安全可靠的运行。定子绕组、铁心计算值与试验值误差分别为13.7%,18.4%,研究结果误差在工程允许的20%范围内,表明模拟计算的实用性。

灯泡贯流式水轮发电机通风系统及定子温度场

为研究电机定子温度场与通风系统流场间的耦合问题,建立了700kW灯泡贯流式水轮发电机的通风系统流场及定子温度场的三维有限元模型,依据流体力学和热传导理论,采用有限元分析方法,分析了通风系统的流场,基于通风系统压降和流体流速的分布,进而得到各表面的散热系数,结合电机定子各部分损耗热源的计算,分析了发电机的定子温度场分布,并进而考虑了定子外壳防水蚀的不同设计方案对定子温度场的影响。结果表明:在满足风机流量下的电机通风压降计算结果与实际运行时的实测数据基本吻合;定子温度在其设计的绝缘容许温度范围内,并有足够裕度,且宜选择定子支架外表面涂防蚀漆的防水蚀方案。

水轮发电机通风散热系统多场耦合的数值分析

为研究灯泡贯流式水轮发电机定子的温度变化和通风系统的流体流动规律,以保持水轮发电机内部良好的散热效果,在建立型号为SFWG24-88/7820灯泡贯流式水轮发电机定子和通风系统的三维模型基础上,采用热电耦合原理,根据定子的特点,做相应的假设,建立计算定子温度场的三维计算域,对定子的温度场进行直接耦合仿真计算,然后应用计算流体力学技术模拟了灯泡贯流式水轮发电机通风沟的流场,并和实际运行中真机实验所测得定子温度的数据进行了对比,最终验证运用耦合场分析方法的正确性。研究表明在合理的简化条件下,采用数值模拟能准确的模拟灯泡贯流式水轮发电机定子的温度变化规律以及通风系统流场及散热情况,对于灯泡贯流式水轮发电机通风系统与定子之间因多场耦合产生的热效应所引起的结构设计和优化具有重要的参考价值。

大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响

汽轮发电机通风冷却技术对汽轮发电机的容量和性能有决定性的影响.针对大容量汽轮发电机通风冷却要求高的问题,以某大型空冷汽轮发电机定子为例,依据CFD原理,提出了两种改变结构的方案,保持铁芯的总有效长度不变,改变铁芯叠片的厚度不改变风沟数量和改变风沟的数量.模拟不同结构定子内部的流场和温度场,分析原结构和变化后结构的流场和温度场,以及电机各部分温度的空间分布特性,比较定子在不同结构下的运行性能.合理布置电机的通风结构,提高传热介质的利用率,降低铁芯与绕组等的温升.研究结果表明变结构后模拟最大温升为118℃,比原结构模拟结果的温升有所降低,且流场温度场分布更均匀,为大型空冷汽轮发电机定子的结构设计提供理论依据.

发电机定子径向通风系统流量分配模型研究

以汽轮发电机定子轴向分段多流式径向通风系统为研究对象,建立了定子径向通风系统流量分配模型.考虑到定子各风区间的流量相依性,利用压力平衡来判断风区间的汇流点和分流点,使模型研究结果更加切合实际.应用模型对某空冷汽轮发电机定子轴向分段多流式径向通风系统进行研究,并将研究结果与真机试验结果进行比较,结果表明,精度满足工程要求,从而验证了模型的正确性.

1000MW级轴向氢冷汽轮发电机定子铁心通风系统

对采用轴向通风冷却系统的 1 0 0 0 MW级汽轮发电机定子铁心的通风和发热进行了研究 .对定子铁心 ,根据节点单元等效热阻网络法的要求 ,建立了定子铁心中典型的矩形单元、扇形单元、通风孔单元和齿顶单元模型 ,给出了这些单元等效热阻的计算方法 ,建立了各单元热平衡方程组 .以一台 93 0 MW的水氢氢汽轮发电机为例 ,计算出了其定子铁心通风孔单元的通风和气体温升 ,以及每个铁心单元的温升 .

汽轮发电机定子通风沟中三维流体场的分析和计算

电机的通风冷却是电机设计的关键技术之一,对电机的尺寸和性能都有重要的影响和意义。大型同步发电机的结构和运行是复杂的,定子径向通风沟内氢气的流动状态对电机定子温度场的分布有明显的影响。本文采用有限元法对汽轮发电机定子的流体场进行了计算和分析,得到了流体场的分布情况。分析结果证明了提出的模型和计算方法是正确的。

定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析

研究一种湍流模型模拟定子多风路大型空冷汽轮发电机中的具有多种流动形势转变特征的复杂流动。以一台三进四出定子多风路的空冷汽轮发电机为原型,建立了包括风扇、定子、转子、气隙在内的通风系统实验台,采用热线风速仪测量了1 000 r/min稳态工况下出风区中多个定子风沟出口截面的风速;然后,建立了实验台物理模型并采用三维建模软件进行了数学建模,在相同工况下进行数值计算,同时将测量结果与采用3种湍流模型得到的计算结果进行对比。结果表明:采用RNG k-ε模型时的风速计算结果与实验结果误差最小,RNG k-ε模型更适合模拟定子多风路的大型空冷汽轮发电机整机内部的流场。最后,分析了采用RNG k-ε湍流输运模型时实验台内部的流场分布特征。所得结论可为大型空冷汽轮发电机通风冷却设计提供理论参考。

沙角C电厂1号发电机定子铁心事故分析及修复过程

对沙角Ｃ电厂１号机定子铁心的事故原因及修理过程的质量控制进行了叙述和分析，同时介绍了厂家在定子通风改造方面所作的研究、实际的改造方法及效果。

灯泡贯流式水轮发电机通风冷却的计算研究

本文采用多学科理论和数值计算相结合的方法,从损耗的角度对灯泡贯流式水轮发电机内部流体场和温度场的耦合关系进行研究,建立了灯泡贯流式水轮发电机三维流体场和温度场的数学模型,采用有限元法计算灯泡贯流式水轮发电机的流体场、温度场,以及二者的耦合关系,为灯泡贯流式水轮发电机的通风冷却系统的设计以及结构优化设计提供了理论依据。

空冷200MW与水氢冷200MW发电机对比分析

从空冷200MW发电机主要设计参数、冷却方式特点与水氢冷200MW机组对比分析,探讨了该发电机的主要设计特点和应用前景。

葛洲坝自备电源电站发电机通风系统改造

葛洲坝自备电源电站自投产以来,其水力发电机组的定子温升一直偏高,在夏季竟高达101℃,是发电机安全运行的重大隐患。探讨分析了葛洲坝自备电源电站发电机温度过高的原因,根据分析结果,制定了一系列降低温升的比较方案,经反复研究,决定对通风系统结构实施优化改造,对改造前后的发电机通风状况以及定子的温度进行试验与测量,并将试验与测量结果进行对比。结果表明,通风系统结构的优化改造对改善定子的温度有显著的效果。

新型通风槽钢作用下定子稳态温度场分布研究

本文以一台空冷水轮发电机定子结构(铁心长度为L)为基础,对其周期简化模型迚行了共轭传热计算,幵对一种新型通风槽钢作用下定子风沟流场及定子稳态温度场变化迚行了研究。研究结果表明,新型槽钢作用下,迎风侧流道的回流情况消失,上层线棒得到了更好的冷却,其最高温度下降了2.2%,平均温度下降了1.6%。铁心温度分布更加均匀、对称,齿部最高温度及平均温度分别下降了约1.1%和1.5%,轭部最高温度下降了约0.3%,轭部平均温度升高了约0.8%。综合来看,新型槽钢作用下定子冷却效果得到改善。

双定子笼障转子无刷双馈发电机冷却空气流变特性数值分析

双定子笼障转子无刷双馈发电机(DSCBR-BDFG)采用了背靠背笼障转子以及双定子结构,因此其具有磁场耦合能力强、功率密度高、容错性能好等优势。针对该发电机结构复杂、散热困难、额定运行时局部温升较高的问题,研究通风结构内部冷却空气的流变特性对发电机冷却系统优化设计具有重要意义。以一台50kWDSCBR-BDFG样机为研究对象,阐述了该发电机的机械结构、绕组联结方式以及励磁控制系统,分别建立内外流体区域的三维物理模型和数学模型,给出边界条件和基本假设,根据流体力学理论,采用有限体积法对其湍流控制方程进行数值求解,得到了发电机内部空间不同位置的空气流速、流量以及迹线等空间分布特点,并对其进行详细分析。通过研究揭示了DSCBR-BDFG内部冷却介质流变特性的分布规律,为后续对该发电机通风冷却结构的优化设计提供依据。

某水轮发电机定子改造的分析和计算

大型水轮发电机长期在电、热、机械和环境因素的作用下运行,会经历磨损和劣化。我国许多机组已超期服役,存在着大量的隐患,如果不进行改造,将严重威胁到发电机甚至整个电网的安全。本文以国内某电厂一台运行了43年的发电机为例,详细分析了定子存在的问题,对一些参数和变量进行了分析计算,论证了定子改造的可行性,并提出了改造的方案。对类似电厂的改造具有重要参考价值。

大型电机定、转子通风槽板制造工艺改进

在分析了定、转子通风槽板结构的基础上 ,介绍了一种新的制造工艺 ,并对其工艺流程、模具结构及冲裁设备进行了探讨。使用此种新工艺可以使模具成本大大降低 ,同时也缩短了生产准备周期 ,提高了生产效率。

对Y2电机挖潜空间的探讨

1500kW以下的中小型三相异步电动机(统称"电机")市场覆盖面大,耗能大,约占总发电量的50%左右。通过不断地改进都会给整个国民经济带来可观的效益。现通过对其在设计、制造、使用中的状况的收集、整理、分析,发现仍有改进空间可挖。