大型发电电动机多工况运行端部电磁场的分析与计算

发布时间：2017-06-03 12:02

  本文关键词：大型发电电动机多工况运行端部电磁场的分析与计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：发电电动机是抽水蓄能机组的关键设备，机组频繁的多工况运行提高了对电机端部绕组和结构件的电磁、机械性能要求，增加了设计难度，准确计算其端部磁场及端部结构件损耗是端部绕组和结构件设计的前提，也是预判电机是否可以稳定运行的依据。针对抽水蓄能机组发电电动机整机数值分析困难的现状，本文提出了二维-三维耦合、运动-电磁耦合的时步有限元法，并结合一台抽水蓄能电站用发电电动机为例，对其端部磁场及结构件损耗进行分析计算。 首先，建立发电电动机二维数值计算模型，利用端点迭代与有限元分析相结合的方法确定发电电动机在空载、发电机额定、电动机额定三种典型运行工况下的励磁电流。 其次，给出了发电电动机一对极下的端部三维数值计算模型，采用二维-三维耦合、运动-电磁耦合的时步有限元法，结合空载、发电机额定、电动机额定三种典型运行工况，对发电电动机端部磁场的分布规律与端部结构件涡流损耗进行了分析与计算。同时本文以发电机额定运行和电动机额定运行为例，，探讨了不同运行工况下改变转子铁心轴向长度、定子压指结构以及是否计及定子压指与定子压板间的绝缘等因素，对发电电动机端部结构件中涡流损耗的影响。 最后，文章采用Simulink与有限元计算软件联合仿真的方法，分析了发电电动机采用恒压频比的控制方式作变频起动过程中，电机定子电流、定子电压以及电机转速的变化情况，在此基础上采用二维-三维耦合、运动-电磁耦合的时步有限元法，分析计算了电机变频起动过程中端部磁场和端部结构件中涡流损耗的分布情况，并与电动机额定运行工况计算结果对比，论证了发电电动机采用变频起动的可行性。
【关键词】：发电电动机 端部磁场 变频起动 数值分析
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV734
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 课题研究现状11-14
• 1.2.1 端部磁场计算11-13
• 1.2.2 端部结构件损耗计算13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 大型发电电动机多工况励磁电流计算与端部磁场分析15-28
• 2.1 励磁电流的计算15-20
• 2.1.1 物理模型与数学模型16-17
• 2.1.2 励磁电流计算方法17-19
• 2.1.3 励磁电流计算结果19-20
• 2.2 发电电动机端部计算模型20-22
• 2.2.1 物理模型20-21
• 2.2.2 数学模型21-22
• 2.3 多工况下端部磁场分析22-27
• 2.3.1 空载运行23-24
• 2.3.2 发电机额定运行24-26
• 2.3.3 电动机额定运行26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 大型发电电动机多工况端部结构件涡流损耗计算28-43
• 3.1 涡流损耗计算方法28
• 3.2 多工况下端部结构件涡流损耗计算28-34
• 3.2.1 多种工况下端部结构件涡流电密分布规律29-31
• 3.2.2 多种工况下关键点涡流损耗密度分布规律31-34
• 3.3 端部结构件涡流损耗影响因素分析34-41
• 3.3.1 转子铁心相对定子铁心伸出长度34-37
• 3.3.2 压指结构37-38
• 3.3.3 压指与压板间有绝缘38-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 大型发电电动机变频起动端部磁场分析及结构件涡流损耗计算43-52
• 4.1 变频起动仿真43-46
• 4.1.1 仿真模型43-45
• 4.1.2 仿真结果45-46
• 4.2 变频起动端部磁场计算46-48
• 4.3 变频起动端部结构件涡流损耗计算48-51
• 4.3.1 变频起动端部结构件涡流分布规律48-49
• 4.3.2 变频起动与电动机额定运行关键点涡流电密比较49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 结论52-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文58-59
• 致谢59

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本文编号：418066