计及旋转状态的全空冷水轮发电机多物理场耦合计算与分析.pdf

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1、ｉＩＩ１Ｉｉ１ｉ１１ｉｉ１＾誦ＩＩｐＩ瞧Ｉｍｍ龄《炎＃＊Ｈ＾＾ＥＵＩＮＧ則ＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ＾＾计及旋转状态的全空冷水轮发魄多物理场学科专业电机与电器帐羅：：謂麵国Ｅｙ３Ｈ＾硕±学位论文计及旋转状态的全空冷水轮发电机多物理场锦合计算与分析－ＣｏｕｌｅｄＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｓｉｓｏｆＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃａｌＦｉｅｌｄｏｆａＦｕｌｌｙｐｙ－－ＣｏｎｄＡＣｏｏｌｅｄＨｄｒｏＧｅｎｅｒａｔｏｒＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎ民ｏｔａｔｉｏｎａｌｉｔｉｏｎｉｒｙｇ作者：李丹

2、导师：李伟力北京交通大学２０１７年３月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，，并采用影印、汇编レッ供查阅和借阅。提供阅览服务、缩印或扫描等复制手段保存同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可Ｗ为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签名；学位论文作者签名：导师签字日期：六７年多月方化签字日期年弓月日／０００４：学校代码：１

3、密级公开北京交通大学硕：ｔ学位论文计及旋转状态的全空冷水轮发电机多物理场賴合计算与分析－ＣｏｕｌｅｄＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃａｌＦｉｅｌｄｏｆａＦｕｌｌｙｐ－－ｔＡｉｒＣｏｏｌｅｄＨｄｒｏＧｅｎｅｒａｔｏｒＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎ民ｏｔａｔｉｏｎａｌＣｏｎｄｉｉｏｎｙｇ：１４１２１４巧作者姓名：李丹学号导师姓名：李伟力职称：教授学位类别：工学学位级别：硕±学科专业：电气工程研究方向：电机与电器北京交通大学２０１７年３月ｉ致谢时光飞逝，

4、，硕±研巧生的两年半学习生活即将结束。在本论文即将完成之际在此谨向所有曾经教育和帮助过我的老师、同学、亲人及所有朋友致Ｗ诚挈的感谢。本论文的工作是在我的恩师李伟力教授的殷切关怀和悉如指导下完成的。从论文课题的选择、论文的撰写直至毕业论文的完成，李老师都始终给予我耐也指、、导和不懈支持学识渊博治学严谨，在我这两年。李老师待人和善、思维敏捷，半的学习期间，还教会我做人的准则，他不仅在做学问上给予了我极大的帮助这些都深深地激励着我并使我终身受益、的指导。在此由衷的感谢李老师对我精也和无微不至的关怀。真诚的感谢实验室的曹君慈老师、李栋老师和张晓

5、晨老师，感谢他们在毕业论文完成的过程中给予的指导和帮助，还要感谢我的师兄师姐师弟们曹钟。另外、，感谢滨、王蒲瑞、李琳，刘文茂和我的同窗张智娟杜林奎、苏营他们对我学、习上的帮助，屯，从他们身上我学到了很多知识感谢他们在我生活中给予的关。、衷屯的感谢我的父母和其他亲朋好友，，感谢他们对我的关怀、爱护和理解使得我能够在校专也完成我的学业。最后！，向评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的专家学者们表示感谢ｉｉｉ＾摘要一直呈増长趋随着对可再生清洁能源的深入开发利用，水力发电的发电容量一正处于上升趋势。势水轮发电机，其单机容量。作为

6、将能量转换的关键电力设备随着单机容量的不断增大，大容量水轮发电机的通风冷却与传热问题成为其设计的关键性问题之一。一２５０ＭＷ全空冷本文Ｗ五强溪电站中的台水轮发电机为例，根据发电机的实二际结构尺寸及电磁场理论，建立了发电机的维电磁场数学模型。采用有限元计，计算分析了发电机的磁场分布算方法对发电机的电磁场模型进行求解计算、阻尼绕组中的锅流分布及气隙磁场的分布，。基于此确定出阻尼绕组的锅流损耗和气隙磁场的各次谐波幅值的大小。并通过数值解析方法计算出转子内的附加损耗。基于Ｗ上的理论分析，根据水轮发电机内部传热、冷空气流动及特殊的通风冷却系统结构等

7、特点，在计及转子旋转的条件下，建立了２５０ＭＷ水轮发电机转子－求解域内的Ｈ维流体温度锅合场的物理和计算模型，并利用有限体积数值计算方法对转子求解域内的稱合场进行了计算，分析。首先了转子内热源构件的温度随一时间的变化规律和热源构件的稳态温度分布情况，进步研巧了热源构件的稳态温度沿轴向的变化规律，。并将计算得到的励磁绕组平均温度与实测数据进行对比验证了方法的正确性。其次，对比分析了非热源构件和转子求解域内冷空气的最高温度和平均温度，研究了温度分布不均匀的极身绝缘、磁极压板、上下托板、端部流体Ｗ及极间流体的温度分布