[发明专利]一种大型汽轮发电机端部电磁场、温度场计算方法

权利要求书

1.一种大型汽轮发电机端部电磁场、温度场计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立计算模型：

按照发电机端部线圈及结构件的图纸建立模型；

步骤2：建立端部电磁场分布计算模块：

计算发电机端部电磁场及涡流在发电机端部结构中的分布情况，计算焦耳热分布，取焦耳热分布中设定时长的瞬时损耗进行平均，保存计算得到的平均损耗结果；所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：给定端部线棒、压圈、边段铁心、转子线圈、转轴结构的电阻率ρ及相对磁导率μ_r，包括设定自由空间的相对磁导率为1；

步骤2.2：根据模型结构中的不同部件，用四面体电磁单元对步骤1建立的模型进行网格划分，将发电机端部结构模型离散为数值模型；

步骤2.3：在铁心端面、自由空间的外边界施加磁力线平行条件，即设定相应方向的矢量磁位A＝0以模拟磁场有效界限；

步骤2.4：按三相划分定子绕组，建立外部电路，采用外部电路法给模型中A、B、C三相的每根定子线圈导体施加具体的电流；

步骤2.5：采用外部电路法给转子绕组施加直流励磁电流；

步骤2.6：设定求解方式为瞬态旋转法，转子按步进方法进行旋转，设定计算时长及步长，以此得到瞬态的端部磁场，并计算得到压圈焦耳热q_v，取最后2个周期的瞬时损耗进行平均，将平均损耗结果保存；

步骤3：建立温度场分布计算模块：

在电流场分布计算的基础上计算发电机端部结构件温度场的分布情况，将计算得到的温度分布结果进行保存；

步骤4：结果分析：

通过结果处理获取压圈结构上具体的温度分布状况，进而得到各部分的温升情况。

2.如权利要求1所述的大型汽轮发电机端部电磁场、温度场计算方法，其特征在于，所述步骤1中，按照发电机端部线圈及结构件的图纸采用CAD计算机辅助设计软件NX建立三维模型。

3.如权利要求2所述的大型汽轮发电机端部电磁场、温度场计算方法，其特征在于，所述三维模型包括部分铁心、阶梯段铁心、压圈、磁屏蔽、端部线圈、转子结构的三维模型，将三维模型导入CAE计算机辅助分析软件Infolytica或Magnet中，并运行于计算机上。

4.如权利要求1所述的大型汽轮发电机端部电磁场、温度场计算方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1：根据需要计算的结构件给定材料属性及冷却参数，给定压圈的导热系数；

步骤3.2：设定压圈的热边界面，根据各边界面的风速、风温计算出各表面传热系数为h，在热边界面设定传热系数h；

步骤3.3：根据热传导微分方程进行求解，式中，T为待求的温度，为向量微分算子，λ_cu为导热系数，将计算得到的温度分布结果进行保存。