水轮发电机转子通风冷却系统结构改进的研究论文

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1、ClassifiedIndex：TM312DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyofVentilationCoolingSystemImprovementinHydro·-generatorRotorCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：ProfessionalField：Dateof0ralExamination：University：ChenYuhongLiW-eiliMasterofEngineeringElectricMachinesandApparatusMar

2、ch，2012HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《水轮发电机转子通风冷却系统结构改进的研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：能孑他日期：刀／2年弓月9日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《水轮发电机转子通风冷却系统结构改进的研究》系本人在哈尔滨

3、理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨N_32大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密商。(请在以上相应方框内打√)作者签名：’暂、力jz日期：≯f2年棚侈日导师签名：日期：),o／2年弓月眵日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文水轮发电机转子通风冷却系统结构改进的研究摘要

4、水轮发电机的冷却方式直接影响电机的性能和经济指标。特别是大容量水轮发电机，随着容量的不断增大，电机各部分的损耗也明显增加。因此，加强电机冷却，有效地带走各种损耗产生的热量，降低电机各部分温升，是设计制造大容量水轮发电机要考虑的主要因素。本文以一台250MW全空冷水轮发电机为例，根据该电机特殊的通风冷却结构，确定了转子旋转情况下的计算区域，建立了三维流体场和温度场的计算模型，给定相应的基本假设与边界条件，采用有限体积法对其通风和发热问题进行计算，得到转子支架、磁轭通风沟、磁极间隙以及定转子气隙内冷却气体的流速分布与转子各部分的温度分布，分析了流速和温度沿轴向、径向及周向的变化趋势，并

5、得到励磁绕组表面散热系数的变化规律。将励磁绕组平均温度的计算结果与实测数据进行比较，证明此方法的正确性。针对转子流体和温度的分布情况，对通风冷却系统结构做了进一步的改进研究：对不同入口流量下的耦合模型进行计算，分析了磁极间隙内流体流动形态对励磁绕组冷却效果的影响和磁极间涡流的变化规律，发现流体的涡流对转子冷却效果具有抑制作用，为此，本文提出在转子磁极问增加挡风结构来降低涡流产生的计算方案，并通过计算证明该结构不仅能够减小涡流的影响、提高励磁绕组的冷却效果，还能够有效解决由于入口风速减小导致励磁绕组温度过高的问题；对磁极托板、绝缘和励磁绕组的不同结构尺寸的改进方案模型进行耦合计算，研

6、究了不同结构对转子流体和温度分布的影响，并得到一些为大型水轮发电机结构优化设计具有参考意义的结论。关键词空冷水轮发电机；流体场；温度场；通风结构哈尔滨理工大学工学硕士学位论文StudyofVentilationCoolingSystemImprovementinHydroReneratorRqlmroementinydro-generatorRotorAbstractThecoolingmethodsaffectperformanceandeconomicindicatorsofhydro-generatordirectly．Inparticular,thelossoflargec

7、apacitygeneratoralsoincreaseswiththecapacityincreasingsignificantly．Therefore，thestrengtheningofthemotorcooling，takingawaytheheatgeneratedbyavarietyoflosseffectively,andreducingtemperatureofthegeneratorpartsarethemainfactorstobeconsider