大型汽轮发电机定子绕组端部电磁力解析计算

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1、第25卷第10蝴2008年10意机电工程MECHANICAL＆ELECTRleALENGINEERINGMAGAZINEV01．25No．10Oct．2008大型汽轮发电机定子绕组端部电磁力解析计算单继聪1，梁旭彪2，扬仕友1，黄磊2，成哲龙2，倪光正1(1。鼗滚太学电气工程学院，游江统嫣310027；2，上海汽轮发电瓤有隈公司。上海200240)摘要：为了研究汽轮发电机运行时定子绕组端部承受的电磁力，根据电磁场的基本理论，推导了汽轮发电机定子瑞部嚣域电磁场汉及绕组辑受电磁力的许算公式，翻矮镜像法建立了定子绕簸端部电磁场的数学模型。通过解析计算，分别得到了定子绕组端部在稳态运行和缀路运行

2、条件下所受电磁力的分布情况，并对计算结果进行了详细分析。分析结果显示，该解析计算具有一定的实际应用价值。关蕤词：大鳖汽轮发电机；定子绕组端部；电磁力；电磁场中图分类号：TM31l文献标识码：A文章编号：1001—4551(2008)10—0098～03Studyonelectromagneticforcesofendwindingsinlargeturbo-generatorsSHANJi·eon91，LIANGXu-bia02，YANGShi-youl，HUANGLei2，XIANZhe．10n92，NIGuang．zhen91(1，CollegeofElectricalEnginee

3、ring，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．ShanghaiTurbo-generatorCo．Ltd．，Shanghai200240。China)Abstract：Aimingatstudyingelectromagneticforcesactingontheendwindingswhentheturbo—generatorwasrunning，themag-neticfielddistributionintheendregionoftheturbo·generatorandelectromagneticforcesactingonth

4、ewindingswereformulatedanalyticallybasedonthefundamentalequationsofelectromagneticfield。Themathematicalmodelwasmadebasedonthemethodofimage．Usingthesemodelsandmethods，thedistributionsofelectromagneticforcesactingontheendwindingsbothinsteady·stateandshort-circuitedoperationswereinvestigatedandanaly

5、zed．Theconclusionsshowthatthestudyhavesomepracticalguid-alicevalueforengineeringapplication。Keywords：largeturbo-generator；statorendwinding；electromagneticforces；electromagneticfieldO蘸言随着汽轮发电机单机容量的迅速增加，运行时其定予绕缓掰受的电磁力瞧会急糜增大。汽轮发电税在运行时，定子绕组端部所受的电磁力将引起绕组的振动及绝缘的磨损，严重时会使线圈短路，导致绝缘出现裂纹、端部线圈变形凝裂及赣郄固定昝损坏等事故

6、，带来巨大的经济损失。通过计算得到汽轮发电机定予绕组端部所受电磁力的分布，再分析其受力的性质和规律，就可在飕基鞠上挺遗貔佬设计方案，玖减少事故豹发生。本研究应用解析法研究大型汽轮发电机定子绕组端部在不同运行工况下电磁力的分布规律和特点。l定子端都电磁场辆电磁力计算模型本研究以上海汽轮发电机有限公司生产的菜600MW汽轮发电撬为计算实镶。计算孛所震熬具体参数为：磁导率擘。=4"rr×10～H／m，定子媾数Q=42，每极每相槽数q=7，短距系数目=17／21，并联支路数a=2，定子额定电流，Ⅳ=19245A。为方便计算，终如下鬏设”。：(1)不计位移电流；(2)护环、巾心环和端部压指等为非磁

7、性材料，不诗冀影嚷；(3)同层线棒的形状相同，以线棒的中心线代替实际的线棒，每根线棒上的圆弧区域以直线段代替。每壤内层或努屡线棒备鲻分为29个单元，其孛，线棒出槽口直线部分4个单元，渐开线部分20个单元，鼻端部分5个单元，如图1所示。圆锥面上的渐开线部分矮平均矮分的2G段蠹线段近缎代替汪引。撅合的过程中忽略了端部绕组盥线部分与渐开线部分的圆弧连接和渐开线部分与鼻端部分的圆弧连接(将内、夕}层绕组分并考虑)。收稿日期：2008—05—