汽轮发电机定子三维温度场的有限元计算与分析

摘要

温度场计算是研究发电机发热的主要手段。本文在对大容量发电机的发热进行分析的基础上，建立了计算发电机稳态运行时定子的温度场模型。从电磁场理论入手，采用有限元法计算了电机内的二维电磁场，得到了相关场量的分布，计算结果与理论分析和电机设计值相吻合，其中所得磁密值可用以计算电机损耗；在准确得到发电机热源的前提下，对电机定子中部铁心段的三维温度场进行了计算与分析，并将计算结果和实测值相比较，验证了计算模型和计算方法的正确性，将之应用于电机的状态监测和设计中是很有意义的。

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第一章绪论

1.1大型汽轮发电机发热研究的意义

1.2电机温升的一般计算方法概述

1.3本文的主要工作

第二章电机的发热与冷却系统研究

2.1电机的发热及热源

2.1.1电机的发热

2.1.2电机内的热源

2.2电机的冷却方式及冷却结构

2.2.1电机内的冷却方式

2.2.2电机的冷却结构

2.3有限元软件ANSYS

2.3.1 ANSYS软件简介

2.3.2应用ANSYS计算电机温度场的步骤

2.4本章小结

第三章电机内二维电磁场的计算与分析

3.1电机内电磁场的计算方法

3.1.1电机内电磁场计算的常用方法

3.1.2有限元方法在电机电磁场中的应用

3. 2计算模型及边界条件

3.3应用ANSYS对电磁场的计算与分析

3.3.1前处理

3.3.2加载及计算

3.3.3后处理

3.4本章小结

第四章汽轮发电机定子稳态三维温度场的计算与分析

4.1汽轮发电机定子的温度场模型

4.2计算区域及边界确定

4.2.1计算区域和基本假设

4.2.2风速、各表面散热系数及等效导热系数的确定

4.3稳态运行计算实例与结果分析

4.3.1前处理

4.3.2加载及求解

4.3.3后处理

4.3.4温度场计算的应用

4.4本章小结

第五章结论

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况