Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Математическая модель совместного расчета электромагнитного поля и нагревов торцевой зоны мощного турбогенератора

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-1-37-46

Полный текст:

Аннотация

Разработана квазитрехмерная полевая математическая модель электромагнитного поля и теплообменных процессов в торцевой зоне мощного турбогенератора. Модель занимает промежуточное положение между дву- и трехмерным решениями и построена на численных расчетах в поперечном и продольном сечениях турбогенератора, взаимосвязанных при помощи комплекса граничных условий. На первом этапе рассматривается двумерная полевая модель электромагнитного поля поперечного сечения центральной зоны турбогенератора. Затем с учетом распределения поля в центральной части моделируется магнитное поле в продольном сечении. Учитывая симметрию машины вдоль осевого и радиального направлений, расчетная область торцевой зоны рассматривается в виде половины сечения ротора вдоль его оси и сечения зубца сердечника статора в тангенциальном направлении (по окружности). Принимая полученное в режиме нагрузки машины распределение электромагнитных параметров как исходные данные, определены тепловые потери в элементах и узлах торцевой зоны. В результате решения совместной задачи расчета электромагнитного поля и теплообменных процессов получено распределение нагревов не только на поверхности, но и внутри конструктивных деталей концевой зоны. В частности, установлено, что максимальная температура 97,3 °С имеет место в зубцовой зоне крайнего пакета сердечника статора. Это объясняется совместным воздействием основного радиального поля, аксиального потока рассеяния лобовых частей обмотки статора и ротора, а также «выпучиванием» части основного потока из воздушного зазора. Кроме того, эффект экранирования нажимной плиты является причиной локальной концентрации поля в зубцовой зоне крайнего пакета. Представленная модель позволяет уже на стадии проектирования оценить эффективность конструктивных решений по формированию торцевой зоны статора турбогенератора для разных режимов нагрузки машины, в том числе для режимов потребления реактивной мощности.

Об авторах

О. Г. Кенсицкий
Институт электродинамики Национальной академии наук Украины
Украина

Адрес для переписки Кенсицкий Олег Георгиевич – Институт электродинамики Национальной академии наук Украины, просп. Перемоги, 56, 03057, г. Киев, Украина.  Тел.: +38 044 456-01-51    ied1@ied.org.ua



Д. И. Хвалин
Институт электродинамики Национальной академии наук Украины
Украина


К. А. Кобзарь
«Электротяжмаш» завод
Украина


Список литературы

1. Кенсицький, О. Г. Електромагнітне поле у торцевій зоні турбогенератора при зміні реактивного навантаження / О. Г. Кенсицький, Д. І. Хвалін // Технічна електродинаміка. 2018. № 1. С. 62−68.

2. Кенсицький, О. Г. Квазітривимірна модель електромагнітного поля у торцевій зоні турбогенератора / О. Г. Кенсицький, Д. І. Хвалін // Праці Ін-ту електродинаміки Національної академії наук України. 2017. № 48. С. 59−64.

3. Милых, В. И. Принципы расчета магнитного поля в торцевой зоне турбогенератора в различных режимах его работы / В. И. Милых, А. И. Высочин // Електротехніка і електромеханіка. 2010. № 3. С. 17−22.

4. Милых, В. И. Численные расчеты магнитных полей в торцевой зоне турбогенераторов / В. И. Милых, Н. В. Полякова // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Збірник наукових праць. Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії. 2015. Т. 1114, № 5. С. 3−11.

5. Eddy Current Analysis in the Stator End Structures of Large Capacity Turbine Generators / M. Fujita [et al. // International Conference on Electrical Machines and Systems, November, 2009. Tokyo, Japan, 2009. P. 1−6. https://doi.org/10.1109/icems.2009.5382938

6. Постников, И. М. Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов / И. М. Постников, Л. Я. Станиславский, Г. Г. Счастливый. Киев: Наукова думка, 1971. 360 с.

7. Турбогенераторы. Расчет и конструкция / В. В. Титов [и др.]. Л.: Энергия, 1967. 896 с.

8. Счастливый, Г. Г. Турбои гидрогенераторы при переменных графиках нагрузки / Г. Г. Счастливый, Г. М. Федоренко, В. И. Выговский. Киев: Наукова думка, 1985. 208 с.

9. Comsol Multiphysics Modeling and Simulation Software [Electronic Resource]. Mode of access: http://www.comsol.com/.

10. Счастливый, Г. Г. Прибор для измерения теплоотдачи в электрических машинах и аппаратах / Г. Г. Счастливый, Г. М. Федоренко, В. И. Выговский // Электротехническая промышленность. Серия: Электрические машины. 1978. № 7. С. 10−13.


Для цитирования:


Кенсицкий О.Г., Хвалин Д.И., Кобзарь К.А. Математическая модель совместного расчета электромагнитного поля и нагревов торцевой зоны мощного турбогенератора. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2019;62(1):37-46. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-1-37-46

For citation:


Kensytskyi O.H., Hvalin D.I., Kobzar K.O. The Mathematical Model of Coupling Calculation the Electromagnetic Field and Heats of End Zone Powerful Turbogenerator. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2019;62(1):37-46. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-1-37-46

Просмотров: 467


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)