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水轮发电机多物理场综合优化设计

天津大学学报 2011年第3期44卷 277-282页

作者：朱殿华郭伟天津大学机械工程学院天津300072

以水轮发电机为典型复杂产品研究实例,深入分析了电机稳态工作时多物理场的相互耦合作用,对电机的电磁场、通风散热流-固热耦合场进行了数值分析和计算,计算结果切实有效.在此基础上,从系统的角度出发,通过对电机设计过程中电磁、通风... 详细信息

以水轮发电机为典型复杂产品研究实例,深入分析了电机稳态工作时多物理场的相互耦合作用,对电机的电磁场、通风散热流-固热耦合场进行了数值分析和计算,计算结果切实有效.在此基础上,从系统的角度出发,通过对电机设计过程中电磁、通风、散热学科进行分析,确立了学科间的参数耦合关系,建立了电机综合优化设计模型,采用集成优化方法MDF对此模型进行了优化求解,优化后的设计方案通过数值计算进行了有效验证,初步实现了电机综合优化设计,进而为多领域复杂产品的综合优化做出了有益探索.

关键词：水轮发电机耦合综合优化自动化

水轮发电机碳刷/集电环无载流与载流干滑动摩擦磨损性能研究

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摩擦学学报 2019年第6期39卷 713-722页

作者：秦红玲付阳喻叶刘云帆杨昌赵新泽张小龙三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 中国长江电力股份有限公司葛洲坝电厂湖北宜昌443000 国家水运安全工程技术研究中心福建分中心福建福州350108

针对水轮发电机碳刷/集电环摩擦副磨损严重、打火和励磁电流不稳等现象.在对常用碳刷(D172、E468e)磨损原因及影响因素分析的基础上,采用碳刷/GCr15钢球配副在Anton Paar Tribometer多功能摩擦磨损试验机上,研究干滑动条件下载荷、速度... 详细信息

针对水轮发电机碳刷/集电环摩擦副磨损严重、打火和励磁电流不稳等现象.在对常用碳刷(D172、E468e)磨损原因及影响因素分析的基础上,采用碳刷/GCr15钢球配副在Anton Paar Tribometer多功能摩擦磨损试验机上,研究干滑动条件下载荷、速度及电流密度对碳刷/GCr15钢球配副摩擦学性能的影响.结果表明:碳刷/集电环摩擦副在载流与无载流时的摩擦磨损性能相差较大.无载流时,D172和E468e两碳刷的磨损率均随载荷的增大呈现先减小后增大的趋势,在达到最小值时出现大转折,两碳刷磨损率变化趋势呈“U”字型.无载流时D172碳刷磨损率远低于E468e,载流时则情况相反.D172碳刷无载流时磨损机理以磨粒磨损为主并伴有轻微黏着磨损,载流时碳刷除发生磨粒磨损、黏着磨损外还伴有氧化磨损.E468e碳刷在载流前后均为磨粒磨损.D172碳刷摩擦系数整体呈增大趋势,而E468e碳刷摩擦系数先缓慢增大随后逐渐减小,电流对D172碳刷摩擦系数的影响比E468e碳刷更明显.

关键词：碳刷/集电环载流摩擦磨损率电流密度水轮发电机

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水轮发电机机电故障的轴电压特征分析及诊断

电机与控制学报 2023年第9期27卷 10-18页

作者：李剑立武玉才卢伟甫华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室河北保定071003 国网新源控股有限公司技术经济研究院北京100761

水轮发电机的转子偏心故障及绕组匝间短路故障会引起主磁场的不对称分布和畸变,进而在转轴两端感应轴电压。针对故障不易被监测且会造成经济损失的问题,采用气隙磁导法分析水轮发电机主磁场,推导得出转子静偏心故障及绕组匝间短路故障... 详细信息

水轮发电机的转子偏心故障及绕组匝间短路故障会引起主磁场的不对称分布和畸变,进而在转轴两端感应轴电压。针对故障不易被监测且会造成经济损失的问题,采用气隙磁导法分析水轮发电机主磁场,推导得出转子静偏心故障及绕组匝间短路故障时交链转轴的畸变磁通和轴电压特征频率。随后以一台334 MVA水轮发电机为研究对象,通过有限元电磁暂态仿真模拟了机组的正常状态、偏心状态及匝间短路状态,得到轴电压波形,轴电压特征频率与预测频率一致,其中静偏心所引发的轴电压特征频率为奇数次谐波,机组在偏心状态下发生绕组匝间短路时,特征频率为分数次或偶数次谐波。证明了轴电压可作为水轮发电机机电故障判别的信号,为水轮发电机机电故障判别提供了新途径。

关键词：水轮发电机偏心匝间短路畸变磁场轴电压

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水轮发电机端部各向异性涡流磁场及损耗的有限元分析

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清华大学学报（自然科学版） 1998年第3期38卷 20-23页

作者：李书芳姚若萍高景德清华大学电机工程与应用电子技术系

针对目前的端部场计算模型一般不包括定子铁心，故在定子铁心边段附近关键区域内的磁密计算值与实测值有较大的误差，不能满足工程要求的问题，首次将水轮发电机端部磁场的求解区域扩展到定子铁心中，建立了将端部与定子铁心边段有效部... 详细信息

针对目前的端部场计算模型一般不包括定子铁心，故在定子铁心边段附近关键区域内的磁密计算值与实测值有较大的误差，不能满足工程要求的问题，首次将水轮发电机端部磁场的求解区域扩展到定子铁心中，建立了将端部与定子铁心边段有效部分结合起来总体考虑的新模型，模型中考虑了定子铁心的各向异性及非线性。导出与模型相应的三维各向异性涡流场边值问题及与之等价的条件变分问题。采用有限元法对ＴＳＳ８５４／９０－４０型水轮发电机的端部磁场进行了实例计算，结果表明：新模型能使端部磁场的计算精度大大提高。另外，对影响水轮发电机端部磁场的某些因素进行了分析，为大型水轮发电机端部结构的改进提供了理论依据。

关键词：水轮发电机端部磁场定子铁心有限元法

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水轮发电机水门非线性控制规律的研究

电力系统自动化 1999年第23期23卷 33-36页

作者：孙郁松孙元章卢强清华大学电机系北京100084

基于非线性微分几何控制理论，给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的非线性调速器控制规律。数字仿真实验表明，这种控制规律能够很好地解决刚性水击的控制问题。与弹性水击的比较表明．在弹性时间常数比较小时，这种控制规律也... 详细信息

基于非线性微分几何控制理论，给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的非线性调速器控制规律。数字仿真实验表明，这种控制规律能够很好地解决刚性水击的控制问题。与弹性水击的比较表明．在弹性时间常数比较小时，这种控制规律也能够获得满意的控制效果。

关键词：非线性控制水轮发电机水门电力系统

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水轮发电机局部放电在线监测中的抗干扰研究

高电压技术 2004年第1期30卷 26-27,35页

作者：冯义王凯徐阳邱昌容曹晓珑西安交通大学电气绝缘国家重点实验室西安710049

分析了水轮发电机局部放电在线监测系统中的现场干扰信号特点及超高频检测技术和脉冲时延鉴别法现场抗干扰的原理。

关键词：水轮发电机局部放电在线监测抗干扰超高频检测脉冲时延鉴别法

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水轮发电机气隙内磁场和转子温度场计算

哈尔滨工业大学学报 2003年第9期35卷 1131-1134页

作者：付敏李伟力张东哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150040

为准确分析绝缘对电机温升的影响,在考虑转子励磁绕组匝间绝缘和定子绕组股线绝缘的情况下,通过有限元方法计算水轮发电机负载下气隙磁密的分布,并在此基础上求解转子三维温度场,从而得到任意截面的温度分布曲线.计算结果与实测值对比表... 详细信息

为准确分析绝缘对电机温升的影响,在考虑转子励磁绕组匝间绝缘和定子绕组股线绝缘的情况下,通过有限元方法计算水轮发电机负载下气隙磁密的分布,并在此基础上求解转子三维温度场,从而得到任意截面的温度分布曲线.计算结果与实测值对比表明,负载时绝缘对温度分布的影响较大.

关键词：水轮发电机磁场转子气隙温度场有限元法数学模型热源密度散热系数励磁绕组定子绕组

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水轮发电机振动的在线监测与动态仿真

华南理工大学学报（自然科学版） 2003年第10期31卷 58-60,69页

作者：桂中华韩凤琴华南理工大学电力学院广东广州510640

研制了水轮发电机振动在线监测系统 ,该系统包括数据采集、振动分析和通信 3部分 .为了解决实际电站调试时很难实时获得水轮机水力振动故障信息的问题 ,开发了相应的动态仿真模拟机来模拟实时数据的采集过程 ,并将采集到的振动特性数据... 详细信息

研制了水轮发电机振动在线监测系统 ,该系统包括数据采集、振动分析和通信 3部分 .为了解决实际电站调试时很难实时获得水轮机水力振动故障信息的问题 ,开发了相应的动态仿真模拟机来模拟实时数据的采集过程 ,并将采集到的振动特性数据送至振动分析系统 .振动分析系统对所接收到的振动数据进行时域分析、频域分析等多种分析。

关键词：水轮发电机振动在线监测动态仿真

水轮发电机稳态运行时的阻尼绕组电流谐波研究

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电机与控制学报 2014年第11期18卷 37-44页

作者：李明哲戈宝军孙玉田李金香梁彬哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨大电机研究所水力发电设备国家重点实验室黑龙江哈尔滨150040

针对水轮发电机在稳态运行时的阻尼绕组电流谐波问题,采用场路耦合法,建立用于计算阻尼绕组电流的水轮发电机数学模型,并通过试验对该模型进行验证。以此为基础,分别计算几种不同稳态运行工况下的阻尼绕组电流及其谐波,包括电机空载运... 详细信息

针对水轮发电机在稳态运行时的阻尼绕组电流谐波问题,采用场路耦合法,建立用于计算阻尼绕组电流的水轮发电机数学模型,并通过试验对该模型进行验证。以此为基础,分别计算几种不同稳态运行工况下的阻尼绕组电流及其谐波,包括电机空载运行、额定对称负载运行以及电机稳态负序运行等工况。分别研究发电机内主磁场、电枢绕组正序磁场和负序磁场对阻尼绕组电流谐波所产生的影响。此外还对阻尼绕组电流内的各次谐波分布特点以及产生机理进行了分析。对水轮发电机阻尼绕组电流谐波的研究,有助于预测阻尼条的受力情况,从而避免水轮发电机由于阻尼条振动强烈而出现断条事故。

关键词：水轮发电机阻尼条电流稳态运行主磁场正序磁场负序磁场