汽轮发电机定子端部绕组受力特性分析

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1、摘要thcoreticalresultscorrectly．Theanalysisofthedcctromagneticforc息densitycharacteristicsinendwindingsprovidecertainreferencesforthefixtureandtheaccidentpreventionoftheweakpartofthestatorendwindingsinturbo-generator．Keywords-turbo-generator，statorendwind

2、ings，electromagneticforcedensity，torque，spottestIII目录目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．IAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．II第1章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1课题背景及研究的目的与意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．2端部绕组的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2

3、1．3本文的研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4第2章汽轮发电机定子端部绕组结构与受力特点⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．1汽轮发电机定子端部绕组的结构特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．62．2汽轮发电机定子端部绕组受力特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．82．3汽轮发电机定子端部绕组振动特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lO第3章汽轮发电机定子端部绕组的电磁力计算与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯．113．1电磁力的计算模型与解析表达式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯113．1．1数学模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．113．1．2磁感应强度B与电磁力解析式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．2电磁力密度特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯163．2．1端部绕组电磁力频谱分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．163．2．2端部绕组电磁力规律分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．173．2．3端部绕组的绑扎固定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯223

5、．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26第4章汽轮发电机定子端部绕组鼻端部分受力特点与现场试验结果分析⋯⋯⋯．274．1定子端部绕组鼻端部分受力特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯274．1．1径向和切向电磁力密度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．274．1．2鼻端部分扭矩分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．314．2现场试验的结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32目录4．2．1端部绕组电磁力值与负荷的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．

6、324．2．2端部绕组电磁力值与振动特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33第5章结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。33参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33在学期间发表的学术论文和参加科研情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．33华北电力大学硕士学位论文第1章绪论1．1课题

7、背景及研究的目的与意义大型汽轮发电机的稳定运行直接关乎着电网的安全。汽轮发电机定子端部绕组是一组在空间沿锥形分布的载流导体，这种载流体在运行时会因端部区域的强大漏磁场而受到很大的电磁力，不仅有正常运行产生的交变电磁力，还要受到突然短路故障时产生的电磁力冲击，是汽轮发电机组各组成部件中承受应力较大的部位之一，随着发电机单机容量的增大，定子端部绕组所受电磁力和机械力也随之增大【1删。有关文献指出【71，假设额定功率为100MW的汽轮发电机产生的电动力为1，则400MW产生的为2，800MW产生的为5．2

8、。因此对大型汽轮发电机定子端部绕组的受力特点进行分析很有必要。正常运行状态下，定子端部绕组因受2倍频的电磁力作用，会产生频率为2倍工频的振动‘81。这种振动一般来说是在正常的允许范围内的，但当发电机发生短路事故或受到频繁的冲击负荷等情况时，这种振动可能会引起端部绕组的机械损伤或疲劳，导致事故的产生【91。汽轮发电机定子端部绕组及其固定结构件引发的事故在国内外时有发生【lo_13】，据1967—1976年美国EPRI对10万KW及以上容量发电机的运行事故进行的统计，定子