[发明专利]一种发电机转子绕组分支路水流量的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机转子绕组分支路水流量的计算方法，适用于转子绕组采用水内冷的发电机，属于发电机总体设计内的水流量计算方法技术领域。

背景技术

在进行水冷转子的发电机设计时，需要设计合适的转子水流量，以满足充分冷却转子的要求。转子绕组水路是由多路长短不一结构不同的支路构成的，准确计算各支路的水流量对控制冷却效果最差一路水路的温度是至关重要的。以往的计算方法，假设各支路并联，而实际转子绕组水路各支路是错位串并联的。因此，以往的计算方法并不能真实得反映实际水路连接，由此计算出的转子绕组分支路水流量也是不精确的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能真实反映实际水路连接并能准确得到转子绕组分支路水流量的计算方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种发电机转子绕组分支路水流量的计算方法，其特征在于，步骤为：

步骤1、建立水阻模型，在该模型中转子绕组水路各支路的元件水阻为错位并联，其他元件水阻则并联；

步骤2、根据计算得到转子水路总水压头P，其中，P_A为转子进水压头，P_B为转子旋转产生的离心压头，γ为水的密度，R_B为甩水半径，n为转速；

步骤3、先根据计算得到转子空心导线(专业术语称“转子绕组”)雷诺数R_e2，其中，d₂为转子空心导线水力直径，v为水的运动粘度，V₂为转子空心导线内水流的速度，通过雷诺数R_e2查水阻曲线，可以得出水流过一段管长的阻力系数λ(专业术语称“沿程阻力系数”)，再根据计算得到转子绕组水阻的阻值，其中，g为重力加速度、A为水流过元件截面积，l为水流过元件总长、d为元件水力直径、ξ为局部阻力系数；

步骤4、根据发电机转子水路计算模型，转子水路从进口到出口有M个可能的支路，由于转子水路总水压头其中，m为转子水支路，其取值为m≥1，R₀为发电机转子绕组各支路水流汇集到一起的水路部分水阻，q₀为发电机转子绕组各支路水流汇集到一起的水路部分水量，R_m为第m个发电机转子绕组支路的水阻，q_m为第m个发电机转子绕组支路的水量，由此可以得到，有m路水路，每路的流量都未知，因此就有M个未知数，有M路水路，就有M个方程，解这M个关于支路流量q_m的方程，即得到每个发电机转子绕组支路的水量。

本发明提出了一个反映真实发电机转子分支路水流的水阻模型，本发明提供的方法在windows操作系统下可以采用mathcad软件编制。

本发明的优点是：能真实反映实际水路连接并能准确得到转子绕组分支路水流量。

附图说明

图1为本发明提供的一种发电机转子绕组分支路水流量的计算方法的流程图；

图2为本发明提供的水阻模型图。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本发明。

实施例

如图1所示，为本发明提供的一种发电机转子绕组分支路水流量的计算方法的流程图，其具体步骤为：

步骤1、建立如图2所示的水阻模型，在该模型中转子绕组水路各支路的元件水阻为错位并联，其他元件水阻则并联；

步骤2、根据计算得到转子水路总水压头P，其中，P_A为转子进水压头(单位为P)，P_B为转子旋转产生的离心压头(单位为P)，γ为水的密度(单位为1000kg/m³)，R_B为甩水半径(单位为m)，n为转速(单位为rpm)；

步骤3、先根据计算得到转子空心导线(专业术语称“转子绕组”)雷诺数R_e2，其中，d₂为转子空心导线水力直径，v为水的运动粘度，V₂为转子空心导线内水流的速度。通过雷诺数R_e2查水阻曲线，可以得出水流过一段管长的阻力系数λ(专业术语称“沿程阻力系数”)。再根据计算得到转子绕组水阻的阻值，其中，g为重力加速度、A为水流过元件截面积，l为水流过元件总长、d为元件水力直径、ξ为局部阻力系数。

根据雷诺数R_e2不同，沿程阻力系数λ采用的计算公式也不同，具体详见下表：

注：Δ-水路绝对粗糙度，m