抽水蓄能機(jī)組發(fā)電電動機(jī)電磁參數(shù)與端部電磁場問題研究.pdf

1、發(fā)電電動機(jī)是抽水蓄能機(jī)組的核心設(shè)備，經(jīng)常在靜止、發(fā)電、抽水和調(diào)相四種運(yùn)行狀態(tài)之間頻繁切換，給電機(jī)的設(shè)計分析帶來很多困難。特別是關(guān)乎發(fā)電電動機(jī)運(yùn)行性能與可靠性的電磁參數(shù)和端部磁場問題，一直是學(xué)術(shù)界和工程界的研究熱點(diǎn)。本文以抽水蓄能發(fā)電電動機(jī)為研究對象，對多工況運(yùn)行下電磁參數(shù)和端部電磁場的計算方法、變化規(guī)律、影響因素以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題進(jìn)行研究。
　　針對發(fā)電電動機(jī)具有多工況運(yùn)行的特點(diǎn)，提出了快速確定發(fā)電電動機(jī)穩(wěn)態(tài)負(fù)載運(yùn)行工況的新端點(diǎn)迭代

2、法—內(nèi)切圓迭代法，并通過與實(shí)測值對比驗(yàn)證了方法的合理性;提出了發(fā)電電動機(jī)電磁參數(shù)的三維磁場計算方法，給出了求解域的合理簡化方法，得到了發(fā)電電動機(jī)在發(fā)電與抽水兩種運(yùn)行工況下穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電磁參數(shù)的飽和值與不飽和值;對比了發(fā)電電動機(jī)電磁參數(shù)的三維磁場計算方法與二維磁場計算方法之間的差異并分析了引起差異的原因，為電磁參數(shù)數(shù)值計算方法的合理選擇提供了參考。
　　研究了發(fā)電電動機(jī)在發(fā)電和抽水兩種運(yùn)行工況下作無功調(diào)節(jié)時，穩(wěn)態(tài)電磁參數(shù)的變化規(guī)律;分

3、析了轉(zhuǎn)子極靴結(jié)構(gòu)對發(fā)電電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電磁參數(shù)與瞬態(tài)電磁參數(shù)的影響，得到了在發(fā)電與抽水兩種工況下分別采用單圓弧結(jié)構(gòu)、均勻氣隙三段圓弧結(jié)構(gòu)與非均勻氣隙三段圓弧結(jié)構(gòu)時電磁參數(shù)的變化規(guī)律;分析了阻尼繞組結(jié)構(gòu)對發(fā)電電動機(jī)瞬態(tài)電磁參數(shù)的影響，得到了在發(fā)電與抽水兩種工況下，瞬態(tài)電磁參數(shù)隨阻尼條根數(shù)、阻尼條節(jié)距以及阻尼環(huán)連接方式變化的規(guī)律，為發(fā)電電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。
　　建立了多種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下發(fā)電電動機(jī)端部磁場的三維瞬態(tài)渦流場有限元計

4、算模型，對比了在額定發(fā)電與額定抽水工況下端部磁場和端部結(jié)構(gòu)件損耗的分布特點(diǎn)，并將端部結(jié)構(gòu)件損耗作為熱源計算了電機(jī)的端部溫度場，通過與溫升實(shí)測值的對比間接地驗(yàn)證了端部磁場的計算模型與損耗計算方法的合理性;研究了發(fā)電電動機(jī)在發(fā)電進(jìn)相運(yùn)行時的端部磁場與端部結(jié)構(gòu)件損耗隨進(jìn)相深度變化的規(guī)律;針對發(fā)電電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時定子端部結(jié)構(gòu)件渦流損耗的分布特點(diǎn)與產(chǎn)生機(jī)理，提出了可以有效降低定子壓板渦流損耗的拱形定子壓板結(jié)構(gòu)以及可以有效降低定子壓指渦流損耗的阻流