负荷波动对灯泡贯流式水轮发电机转矩及损耗的影响

发布时间：2021-01-14 07:14

　　针对灯泡贯流式水轮发电机组负荷波动影响发电机转矩波动及转子涡流损耗的问题,以一台24 MW灯泡贯流式水轮发电机为例,利用有限元法建立了水轮发电机二维电磁场模型,并计算了发电机负载运行与空载运行时的定子绕组的电压与电流,验证了模型正确性。在此基础上,对比分析了发电机组工作在不同负荷工况下发电机的转矩脉动系数及其转子涡流损耗的差异,并得到二者随机组负荷的变化规律,揭示了机组负荷波动对发电机转子涡流损耗的影响机理,为灯泡贯流式水轮发电机的设计提供参考。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(08)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

电机1/22二维电磁场有限元模型

计算发电机工作在空载与负载状态下的感应电压与定子电流，将所得数据进行预处理，与试验数据进行对比，见图2。由图2可看出，空载与负载运行时，电机的试验数据与有限元计算数据误差不超过7%，满足工程需求，可见该有限元模型正确。3 水轮发电机机组负荷波动对发电机电磁性能的影响

研究表明，齿槽结构会对发电机转矩脉动造成影响。发电机定子采用齿槽结构，转子磁场与定子齿槽相互作用，在圆周方向产生了齿槽转矩。图3为机组负荷为28.8、24.0、19.2MW时发电机工作在1.5s时的磁力线分布图。由图3可看出，定子齿部磁力线随发电机组负荷的升高而逐渐减少，定子齿部磁场强度在逐渐减弱。根据已有研究可知，齿槽转矩与气隙磁通密度密切相关，齿槽转矩越大，气隙磁通密度就越强。为了更加直观地反映机组负荷对齿槽转矩的影响，对气隙磁密进行了计算，图4为发电机气隙磁密随机组负荷的变化曲线图。由图4可看出，机组负荷为19.2 MW时气隙磁密有效值比负荷为28.2 MW时气隙磁密有效值大1.24%，且气隙磁密有效值随着机组负荷的增大而减小，这与之前分析转矩波动所得结论一致。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于对称绕组的水轮发电机定子铁损试验中圆周磁场的分析[J]. 马晨原,庞宏强,谢佳.  水电能源科学. 2018(07)
[2]微水头资源开发与发电装置研究现状及趋势[J]. 张玉全,郑源,孙科,杨春霞,罗红英.  中国工程科学. 2018(03)
[3]超高速永磁同步发电机的多复合结构电磁场及温度场计算[J]. 张晓晨,李伟力,邱洪波,程树康.  中国电机工程学报. 2011(30)

博士论文
[1]高速永磁发电机转子涡流损耗优化及对温度分布影响的研究[D]. 邱洪波.哈尔滨理工大学 2014



本文编号：2976468