同步發(fā)電機(jī)對稱和不對稱工況多物理場的計算與分析.pdf

1、汽輪發(fā)電機(jī)負(fù)載一般都是三相平衡負(fù)荷，但在電網(wǎng)運行中，會出現(xiàn)三相不平衡負(fù)荷。發(fā)電機(jī)不對稱運行時，定子繞組中正序電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁場同速、同向，而負(fù)序電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場則與轉(zhuǎn)子反向、同速。這樣，對轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速為2倍頻的同步轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)子表面各個部件中感應(yīng)出渦流電流，由此引起發(fā)熱。針對汽輪發(fā)電機(jī)在負(fù)序運行時存在的一些問題，本文進(jìn)行了以下幾項內(nèi)容的研究，首先，全面地分析并計算了轉(zhuǎn)子槽楔采用不同材料時，負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子各部分產(chǎn)生的損耗密度；

2、為了研究極面槽楔的作用，分別計算了轉(zhuǎn)子極面有槽楔和沒有槽楔兩種情況下，轉(zhuǎn)子各部分的損耗密度。計算結(jié)果表明，槽楔材料不同以及極面有、無槽楔對轉(zhuǎn)子各部分的損耗密度分布及損耗大小有很大影響。
　　 其次，以電磁場計算得到的損耗密度作為熱源，選取轉(zhuǎn)子二維截面建立數(shù)值模型，計算轉(zhuǎn)子的溫度場。針對轉(zhuǎn)予極面有槽楔且槽楔材料不同的情況，得到求解區(qū)域的溫度分布；同時也計算了極面沒有槽楔情況下的溫度場。從計算結(jié)果可以看出，電機(jī)負(fù)序運行時，槽楔材料的

3、不同特性和極面有、無槽楔對轉(zhuǎn)子溫度場有一定影響。
　　 除此之外，通過迭代的方式確定發(fā)電機(jī)定子繞組兩種結(jié)構(gòu)下、負(fù)載運行時的電磁場，并分析了沿定子內(nèi)圓進(jìn)入定子齒、槽的徑向磁通：并計算了定子繞組兩種結(jié)構(gòu)下的不飽和同步電抗、飽和同步電抗和直軸瞬態(tài)電抗；在轉(zhuǎn)子繞組施加約束和不施加約束兩種情況下，對該電機(jī)的直軸瞬態(tài)電抗進(jìn)行了計算。用有限元方法計算了發(fā)電機(jī)在超發(fā)狀態(tài)下、定子繞組兩種結(jié)構(gòu)時的參數(shù)和功角。從計算結(jié)果的分析可知，定子繞組不同結(jié)構(gòu)對