水轮发电机阻尼绕组附加损耗及其电流影响研究

发布时间：2017-08-30 01:24

  本文关键词：水轮发电机阻尼绕组附加损耗及其电流影响研究

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【摘要】：近年来我国水轮发电机的设计水平和制造能力不断提升,水轮发电机的单机容量也不断增大。对于大型水轮发电机,电磁负荷和热负荷一般较高,发电机组的附加损耗、发热以及机组振动对系统的危害也愈发严重,因此为保证机组安全稳定运行,有必要对电机的各项运行性能和指标进行更深入的分析和计算。本文即针对大型水轮发电机阻尼绕组附加损耗分析和计算这一实际工程问题,进行了相关的研究工作。本文首先从阻尼绕组产生附加损耗的电磁机理出发,基于旋转气隙磁导模型并结合阻尼绕组实际电路,建立了一种阻尼绕组感应电流和附加损耗的计算模型,该模型可以快速计算发电机在各种工况下(包括空载、额定负载、带整流负载、不平衡负载等)的阻尼绕组电流及附加损耗分布。然后以一台350MW水轮发电机为计算实例,应用该计算模型对其在各种工况下阻尼绕组电流及附加损耗进行了计算和分析,同时采用二维瞬态电磁场有限元仿真对计算结果进行了对比验证,在此基础上分析了阻尼节距、阻尼条直径等主要设计参数对其附加损耗的影响规律。最后,分析了阻尼绕组电流所产生的附加磁场特征,并结合实例计算结果,具体计算出该发电机在各种工况下的阻尼绕组电流所产生的附加磁场,以及该附加磁场对气隙谐波磁场和电枢绕组谐波电势的影响,此外还探讨了改变阻尼节距对电机空载电势谐波的影响。本文所建立的计算模型能够快速而较为准确的计算发电机在各种工况下的阻尼绕组电流和附加损耗分布,为发电机设计参数优化和改进提供参考,此外本文对阻尼绕组感应电流所建立的附加磁场分布及其对气隙谐波磁影响的研究成果,可以为后续电磁激振力、附加电磁转矩的分析提供研究基础。
【关键词】：水轮发电机 旋转气隙磁导模型 阻尼绕组 附加损耗
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM312
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题的背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 2 基于旋转气隙磁导模型计算阻尼绕组附加损耗的方法16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 气隙磁密分布16-23
• 2.3 阻尼回路电路参数23-28
• 2.4 阻尼条感应电流和附加损耗28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 应用电磁场有限元计算阻尼绕组附加损耗的方法32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 应用有限元计算电机电磁场的数学模型32-34
• 3.3 基于Flux仿真分析软件的发电机电磁场有限元模型34-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 不同运行工况下阻尼绕组附加损耗的计算分析40-60
• 4.1 引言40
• 4.2 不同工况下阻尼绕组感应电流及附加损耗分布40-55
• 4.3 阻尼绕组设计参数对阻尼绕组附加损耗的影响55-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 阻尼绕组感应电流对气隙谐波磁场的影响60-76
• 5.1 引言60
• 5.2 阻尼绕组感应电流产生的附加气隙磁场60-65
• 5.3 阻尼绕组感应电流对气隙磁场和谐波电势的影响65-75
• 5.4 本章小结75-76
• 6 全文总结及展望76-78
• 6.1 全文总结76-77
• 6.2 课题的后续研究任务77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-85
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文85

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本文编号：756510