磁性槽楔汽轮发电机电磁场与温度场及参数研究

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1、工学博士学位论文磁性槽楔汽轮发电机电磁场与温度场及参数研究薛易哈尔滨理工大学2015年6月-国内图书分类号：TM311工学博士学位论文磁性槽楔汽轮发电机电磁场与温度场及参数研究硕士研究生：薛易导师：李伟力申请学位级别：工学博士学科、专业：电机与电器所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学-哈尔滨理工大学博±学位论文原创性声明《磁性槽換汽轮发电机电磁本人郑重声明：此处所提交的博±学位论文》，在哈尔滨理工大学攻读傅场与絕度场及参数研究，是本人在导师指导下±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知

2、，论文中餘已注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文硏究工作做出贡献的个人和集体明。本声明的法律结果将完全由本人，均已在文中明确方式注承担。作者签名：日期：洋／月識日哈尔滨理工大学博±学位论文使用授权书》系本人在哈尔滨理《磁性槽礫汽轮发电机电磁场与温度场及参数研巧—上学位论文Ｘ大学攻读博±学位期间在导师指导下完成的硕。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得货、其它单位的名义发表、使用学位论文的规定，同意学。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存。本人授校保留并向有关部口提交论文

3、和电子版本，允许论文被墅閒和借阅权哈尔滨理工大学可政采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。太堂仿讼市愿干Ｉ。保密□，在年解密后适用授权书不保密由。Ｖ）（请在上相应方框内打么巧日日期：年／月作者签名：日期：年如日导师签名；丈如如／ClassifiedIndex：TM311DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringResearchonElectromagneticFields,TemperatureFieldsandParametersofthe

4、Turbo-generatorwithMagneticSlotWedgesCandidate：XueYiSupervisor：LiWeiliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalMachineandApparatusDateofOralExamination：June,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology-摘要磁性槽楔汽轮发电机电磁场与温度场及参数研究摘要汽轮发电机是火力发电厂、燃气-蒸汽联合

5、循环电站和核电站的关键设备之一，是电能的直接生产者，汽轮发电机的发展在电力工业的发展中占有重要地位。在汽轮发电机众多冷却方式中，空气冷却方式因具有成本低廉，维护方便等优势而被广泛应用。本文以一台150MW的空冷汽轮发电机为研究对象，针对转子、定子采用磁性槽楔时对整机电磁参数、损耗以及定子侧温升进行了详细的分析，探究了磁性槽楔对发电机的影响，得出了一些有益于指导发电机设计的结论。汽轮发电机转子直径相对较大且转速较高，转子槽楔需承受高速旋转的励磁绕组所产生的离心力。在汽轮发电机使用过程中，转子槽楔起到克服交变离心力作用。在励磁绕组直接冷却的空冷汽轮发电机

6、中，转子槽楔成为绕组冷却通道的一部分。此外，转子槽楔还起到部分阻尼绕组的作用。大容量汽轮发电机的转子槽楔一般采用非磁性的铝合金或者铝青铜等材料。磁性槽楔在中高压电动机以及水轮发电机中已有较多使用经验，主要体现在降低了气隙的谐波含量，提高了电机的效率。而在汽轮发电机中还未大范围应用，本文以此为研究背景，针对磁性槽楔在汽轮发电机中应用时的相关科学问题进行了深入细致研究。本文提出在发电机转子开口槽内嵌入弱磁性槽楔和一种高强度的导磁导电的Fe-Cu合金槽楔进行对比研究，替代通常的铝合金或硬铝槽楔，通过建立该发电机二维电磁场数学模型，计算了三种不同磁性槽楔时发

7、电机的饱和电抗值，给出了对应的电抗变化关系。此外，基于二维时步有限元法计算了发电机转子采用铝合金槽楔、弱磁性槽楔和导磁导电槽楔时转子的损耗，研究了采用三种不同槽楔材料时定子铁芯铁耗数值和转子损耗的变化以及转子槽楔形状改变时的定子铁芯铁耗数值和转子损耗的变化规律。研究了汽轮发电机转子不同槽分度对电机电磁场的影响，建立了汽轮发电机的不同槽分度下的数学模型，分别计算了转子带有非磁性槽楔槽、弱磁性槽楔和导磁导电的Fe-Cu合金槽楔时不同槽分度下的电磁场。同时，研究了不同槽分度情况下改变转子槽楔材料对发电机同步饱和电抗值、磁场波形和损耗的影响规律；-I-摘要建

8、立了计及多种因素下150WM空冷汽轮发电机的单槽数学模型，研究了单槽模型中，定子槽内横向漏磁通的分布规律和相