1550兆瓦核能发电机端部漏磁场与绕组受力分析

【摘要】：近年来，随着能源需求大幅增加和不可再生资源的利用殆尽，核能发电机越来越受到人们的青睐。随着核能发电机设计制造技术和工艺水平的提高，这种安全高效的核能发电机已经逐渐成为我国电机生产企业发展的重点。但随着大型核能发电机单机容量的增大，线负荷和线棒的损耗将增大，导致端部漏磁增加，端部各结构件中涡流损耗和温升都将增大，端部绕组在端部强大的电磁环境下也将受到很大的电磁力作用，由其产生的机械振动会导致绕组及引线的绝缘磨损和疲劳断裂破坏，引发安全事故。因此，对大型核能发电机端部漏磁场和绕组受到的电磁力进行研究，以便为工程实际提供更为合理的设计方案，具有重要意义。有鉴于此，本文对东方电机有限公司设计制造的某1550MW核能发电机的端部漏磁场和绕组受到的电磁力进行了计算与分析，得出了具有一定指导意义的结论。 首先，本文阐述了大型核能发电机端部漏磁场的研究现状、典型方法以及端部绕组所受到的电磁力而产生的危害，介绍了1550MW核能发电机端部的实体结构和瞬态漏磁场的数学模型，建立了较为准确且符合工程实际的1550MW核能发电机端部的三维有限元模型，其中包括定子阶梯段铁心、压指、压圈、铜屏蔽、定子双层绕组和转子端部部分，然后用三维端部模型结合二维磁场的计算来确定定转子绕组的激励源情况。在三维有限元单元剖分和边界条件处理后，完成了对空载、额定负载、进相运行三种工况下电机端部瞬态漏磁场和绕组受到的电磁力的计算，得到了各结构件和部分关键点的漏磁，以及绕组所受到的电磁力数据。 最后，对上述计算结果进行了对比和分析，验证了该方法的准确性，计算结果不仅为大型核能发电机的设计和运行提供了理论依据，同时也为发电机在不同工况运行时的涡流场、温度场等的分析和计算打下了良好的基础。 【关键词】：大型核能发电机 端部绕组 漏磁场 电磁力
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM31
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题背景及选题意义8-10
• 1.1.1 课题背景8-9
• 1.1.2 选题意义9-10
• 1.2 本课题研究现状10-13
• 1.2.1 核能发电机端部漏磁场的研究现状10-12
• 1.2.2 核能发电机端部绕组电磁力的研究现状12-13
• 1.3 本文所做的主要工作13-14
• 1.3.1 本文的研究目的13
• 1.3.2 本文的主要研究内容13-14
• 2 电磁场的基本原理和端部结构建模14-28
• 2.1 电磁场的基本原理14-18
• 2.2 电磁力分析的基本原理18-19
• 2.3 1550MW 核能发电机端部建模19-27
• 2.3.1 电机端部实体结构19-21
• 2.3.2 物理模型的建立21-23
• 2.3.3 模型的网格剖分23
• 2.3.4 边界条件设置和激励源参数确定23-25
• 2.3.5 关键点的位置25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 端部漏磁场的计算与分析28-45
• 3.1 空载时的端部漏磁场28-36
• 3.2 额定负载时的端部漏磁场36-39
• 3.3 进相运行时的端部漏磁场39-44
• 3.4 本章小结44-45
• 4 端部绕组受力的计算与分析45-60
• 4.1 空载时的端部绕组受力45-46
• 4.2 额定负载时的端部绕组受力46-52
• 4.3 进相运行时的端部绕组受力52-58
• 4.4 本章小结58-60
• 5 总结60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65

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