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定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析 被引量:2
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作者 路义萍 葛亚军 +1 位作者 王浩然 王芳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期63-69,共7页
研究一种湍流模型模拟定子多风路大型空冷汽轮发电机中的具有多种流动形势转变特征的复杂流动。以一台三进四出定子多风路的空冷汽轮发电机为原型,建立了包括风扇、定子、转子、气隙在内的通风系统实验台,采用热线风速仪测量了1 000 r/... 研究一种湍流模型模拟定子多风路大型空冷汽轮发电机中的具有多种流动形势转变特征的复杂流动。以一台三进四出定子多风路的空冷汽轮发电机为原型,建立了包括风扇、定子、转子、气隙在内的通风系统实验台,采用热线风速仪测量了1 000 r/min稳态工况下出风区中多个定子风沟出口截面的风速;然后,建立了实验台物理模型并采用三维建模软件进行了数学建模,在相同工况下进行数值计算,同时将测量结果与采用3种湍流模型得到的计算结果进行对比。结果表明:采用RNG k-ε模型时的风速计算结果与实验结果误差最小,RNG k-ε模型更适合模拟定子多风路的大型空冷汽轮发电机整机内部的流场。最后,分析了采用RNG k-ε湍流输运模型时实验台内部的流场分布特征。所得结论可为大型空冷汽轮发电机通风冷却设计提供理论参考。 展开更多
关键词 定子多风路空冷汽轮发电机 实验研究 数值模拟 流场 湍流模型选取
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多风路空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热耦合计算与分析 被引量:54
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作者 李伟力 杨雪峰 +1 位作者 顾德宝 冯勇利 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期24-31,共8页
根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立了定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算... 根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立了定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度以及电机各部分温度的空间分布特性进行分析,并将耦合场计算结果与实测结果进行比较分析,为多风路大型电机综合物理场的准确计算提供理论依据。 展开更多
关键词 汽轮发电机 多风路通风系统 耦合 三维流体场 三维温度场
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特殊绕组结构的空冷汽轮发电机定子三维温度场计算与分析 被引量:22
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作者 丁树业 李伟力 +1 位作者 马贤好 靳慧勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第22期140-145,共6页
对于具有特殊股线结构的大型空冷汽轮发电机温度场计算具有一定的难度。文中推导了大型空冷汽轮发电机定子上、下层线棒的股线数和截面不等时绕组涡流损耗的表达式,求解出发电机额定运行时定子股线沿径向分布的菲尔德系数;建立了定子径... 对于具有特殊股线结构的大型空冷汽轮发电机温度场计算具有一定的难度。文中推导了大型空冷汽轮发电机定子上、下层线棒的股线数和截面不等时绕组涡流损耗的表达式,求解出发电机额定运行时定子股线沿径向分布的菲尔德系数;建立了定子径向通风沟内二维流体场的物理模型和数学模型,采用有限体积法对其进行了数值计算;建立定子三维温度场的物理模型和数学模型。以1台大型空冷汽轮发电机为例,在先前推导的基础上,采用有限元法对定子三维温度场进行数值计算,给出了在发电机温度场求解域中的温度分布规律。将计算结果与实测结果进行比较,得出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 汽轮发电机 不等截面 定子温度场 有限体积法 有限元法
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大型空冷汽轮发电机定子内流体速度与流体温度数值计算与分析 被引量:38
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作者 靳慧勇 李伟力 +1 位作者 马贤好 丁树业 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第16期168-173,共6页
随着空冷汽轮发电机设计制造技术和工艺水平的提高,发电机单机容量不断增大,但由于相同体积的冷却介质,空气冷却能力较氢气和水相差较大,且空冷发电机的风摩损耗较大,因此定子温升及定子内通风系统的流场研究对保证空冷发电机高效、可... 随着空冷汽轮发电机设计制造技术和工艺水平的提高,发电机单机容量不断增大,但由于相同体积的冷却介质,空气冷却能力较氢气和水相差较大,且空冷发电机的风摩损耗较大,因此定子温升及定子内通风系统的流场研究对保证空冷发电机高效、可靠和安全的运行具有重要意义。文中根据计算流体力学理论,应用有限体积法对定子通风沟流体速度和温度进行计算与分析。基于多元流计算的温度场结果与实测结果进行比较,说明该方法的正确性。计算了通风沟内不同风速在流体的速度和温度,并进行比较,得出一些有益的结论。 展开更多
关键词 汽轮发电机 径向通风沟 有限体积法 流场 温度场
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大型空冷汽轮发电机定子通风结构优化方案的计算与分析 被引量:49
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作者 霍菲阳 李勇 +1 位作者 李伟力 杨雪峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期69-75,共7页
随着空冷汽轮发电机容量增加,其组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力。合理的优化发电机定子通风结构,可以提高传热介质的利用率,降低电机温升。在200MW空冷汽轮发电机定子实验研究数据和大量相关工作基础上,提出了2种方案对电机定子结... 随着空冷汽轮发电机容量增加,其组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力。合理的优化发电机定子通风结构,可以提高传热介质的利用率,降低电机温升。在200MW空冷汽轮发电机定子实验研究数据和大量相关工作基础上,提出了2种方案对电机定子结构进行优化:方案1,保持电机总尺寸、损耗和通风沟数量的不变,改变铁心厚度;方案2,保持电机总尺寸和损耗不变,增加通风沟的数量同时减小通风沟尺寸。根据计算流体力学原理,应用有限体积法求解定子各径向风沟内空气的紊流流动等三维离散方程组,研究了通风沟尺寸结构等几何量变化对整个电机温度场和流体介质的利用率的影响。研究结果表明,优化后的2种结构能使流体带走更多的电机内产生的热量,使计算出电机的稳态温升比实际结构计算出的温升最大下降9.13℃。 展开更多
关键词 结构优化 三维流体场 三维温度场 过载运行 汽轮发电机
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多风路大型空冷汽轮发电机三维流场计算 被引量:29
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作者 路义萍 洪光宇 +1 位作者 汤璐 韩家德 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期133-139,6,共7页
针对某大型空冷汽轮发电机,其中定子采用三进四出多风路通风冷却,转子端部采用弧段进风与直段补风,本体采用副槽通风结构,为研究定子压指、冷热风区及转子与气隙中各部分的冷却空气流量分布与内部流场特征,建立了半轴向段包括转子一个... 针对某大型空冷汽轮发电机,其中定子采用三进四出多风路通风冷却,转子端部采用弧段进风与直段补风,本体采用副槽通风结构,为研究定子压指、冷热风区及转子与气隙中各部分的冷却空气流量分布与内部流场特征,建立了半轴向段包括转子一个槽和与之对应的气隙及定子两个槽的物理模型。依据计算流体动力学原理,采用有限体积法,利用工程计算得到的压力入、出口边界条件,对计算域内的三维湍流流场进行了数值模拟。结果表明:转子轴径向段槽楔出风口的静压急剧增大,副槽段各出风口的压力约为3600Pa,以150Pa幅度上下波动。气隙中空气静压在3000~4000Pa之间变化,局部存在反向流,有涡流形成。 展开更多
关键词 汽轮发电机 定转子 流场 多风路
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大型空冷汽轮发电机定子端部温度场与流体场的计算与分析 被引量:42
7
作者 李伟力 李勇 +1 位作者 杨雪峰 顾德宝 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第36期80-87,共8页
根据200MW大型空冷汽轮发电机通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子端部和多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的数学模型和物理模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对流体场和温度场控制方程进行耦合计算... 根据200MW大型空冷汽轮发电机通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子端部和多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的数学模型和物理模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对流体场和温度场控制方程进行耦合计算,可以得到定子端部流体出口处流量及端部绕组、压板周围的流体速度空间分布特性,从而确定多风路求解域中各风路入口的边界条件及端部各结构件的散热系数。分析了端部绕组、压板周围不同散热系数下,定子绕组、铁心、压指和压板温度的分布情况。将耦合场计算结果与实测结果进行分析,结果表明,端部计算模型计算出的各风路风量可作为多风路模型计算中各入口的流量边界条件,也表明多风路模型中的基本假设是合理的。结论对大型电机定子端部散热系数选择提供方法和依据。 展开更多
关键词 汽轮发电机 散热系数 风量分配 电机端部 三维流体场 三维温度场
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空冷汽轮发电机冷却气流风量对定子内流体的影响 被引量:21
8
作者 李伟力 杨雪峰 顾德宝 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第21期53-61,共9页
根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型与数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;... 根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型与数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;在保证总风量不变的情况下,分析改变定子、气隙风量对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度及电机各部分温度空间分布特性的影响。结果表明,适当增加气隙风量,会降低电机定子最高温度,还会降低电机定子最高温度与最低温度的温差。最后,以200MW两级大容量空冷汽轮发电机为例进行计算,将计算结果与实测结果进行比较分析,证明该方法的准确性。 展开更多
关键词 汽轮发电机 多风路通风系统 耦合场 三维流体场 三维温度场
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300MW双水内冷汽轮发电机定子铁心内空气流动特性研究 被引量:4
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作者 胡磊 袁益超 +2 位作者 李立军 咸哲龙 梁旭彪 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期456-460,468,共6页
针对某电厂300MW双水内冷汽轮发电机实际运行中出现的汽、励两端铁心温度不均衡,且端部几档铁心存在过热的问题,采用二维数值模拟的方式,研究其铁心及端部铁心内的空气流动特性.结果表明,过热铁心档相邻的冷却通道流量较小可能是上述问... 针对某电厂300MW双水内冷汽轮发电机实际运行中出现的汽、励两端铁心温度不均衡,且端部几档铁心存在过热的问题,采用二维数值模拟的方式,研究其铁心及端部铁心内的空气流动特性.结果表明,过热铁心档相邻的冷却通道流量较小可能是上述问题的主要原因.提出增加挡风板高度的措施,使端部铁心过热问题得到有效解决,电厂随后实际运行数据验证了该措施的可靠性,为双水内冷系列汽轮发电机的增容改造及优化设计提供一定的参考依据. 展开更多
关键词 双水内汽轮发电机 定子铁心 过热 数值分析
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220MW空冷汽轮发电机定子线棒的试验研究
10
作者 魏景生 王先锋 杨泽录 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2011年第3期34-37,共4页
介绍了山东济南发电设备厂220 MW空冷汽轮发电机定子线棒的试制情况,重点介绍了单支VPI绝缘制造技术的工艺过程和常态电老化的试验结果。结果表明研制的产品质量达到了Alstom公司的技术要求,已投入批量生产。
关键词 汽轮发电机 单支VPI绝缘制造技术 常态电老化
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汽轮发电机不同冷却介质对定子传热特性的影响 被引量:28
11
作者 焦晓霞 管春伟 +1 位作者 李伟力 郑萍 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期54-62,70,共10页
为研究大型汽轮发电机通风冷却系统对电机定子区域的冷却情况,研究不同冷却介质对电机温度分布的影响,以200MW汽轮发电机为例,建立半个轴向段的多风路通风系统三维流动与传热耦合的物理模型和数学模型,采用数值方法对采用不同冷却介质... 为研究大型汽轮发电机通风冷却系统对电机定子区域的冷却情况,研究不同冷却介质对电机温度分布的影响,以200MW汽轮发电机为例,建立半个轴向段的多风路通风系统三维流动与传热耦合的物理模型和数学模型,采用数值方法对采用不同冷却介质的电机流体场和温度场进行了耦合计算,定量分析空气和氢气冷却能力对电机温升的影响。分析流体性质的改变对气隙轴向流速分布和不同通风沟入口风速的影响;计算得到了流固耦合面上的散热系数的具体分布;分析定子主绝缘的温降变化,发现氢冷时绝缘温差比空冷时要低13℃,有助于减小热应力对绝缘造成的损害。 展开更多
关键词 汽轮发电机 流体场 温度场 散热系数 绝缘温降
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空内冷汽轮发电机的转子多路通风均匀性 被引量:17
12
作者 路义萍 郑国丽 +1 位作者 李俊亭 韩家德 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期99-104,共6页
建立110MW空内冷汽轮发电机转子冷却通风道一个槽(包括端部、轴径向及副槽)的半轴向段三维物理模型,并基于有限体积法对该物理模型进行旋转湍流流场数值模拟,分析了端部、轴向段和副槽通风段的空气速度、流量分布特点。采用绕组轴向单... 建立110MW空内冷汽轮发电机转子冷却通风道一个槽(包括端部、轴径向及副槽)的半轴向段三维物理模型,并基于有限体积法对该物理模型进行旋转湍流流场数值模拟,分析了端部、轴向段和副槽通风段的空气速度、流量分布特点。采用绕组轴向单位长度供风量等概念评价冷却风量分布均匀性,分析了轴向及副槽通风段长度、副槽中心截面高度、出风口直径变化对转子各通风道风量分布的影响。结论可为空内冷汽轮发电机转子风道优化设计提供理论参考。 展开更多
关键词 汽轮发电机 转子 通风 数值模拟
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汽轮发电机径切两向空冷系统转子温度场的计算方法 被引量:30
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作者 李伟力 侯云鹏 +2 位作者 周封 Я.Б.Данилевич 程树康 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第8期74-78,共5页
以俄罗斯电力问题研究所生产的转子带有副槽和径向通风沟的 2 0MW、2极汽轮发电机为例 ,给出了转子求解域中的热传导方程和相应的泛函方程 ,并采用有限元方法计算了当转子副槽和径向通风沟沿转子轴变截面和变步长分布时的温度场。同时 ... 以俄罗斯电力问题研究所生产的转子带有副槽和径向通风沟的 2 0MW、2极汽轮发电机为例 ,给出了转子求解域中的热传导方程和相应的泛函方程 ,并采用有限元方法计算了当转子副槽和径向通风沟沿转子轴变截面和变步长分布时的温度场。同时 ,根据流体相似理论计算了转子通风沟内流体速度和表面散热系数 ,给出了该电机计算结果。 展开更多
关键词 汽轮发电机 径切两向系统 转子 温度场
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大型空冷汽轮发电机端部磁场数值计算 被引量:24
14
作者 梁艳萍 黄浩 +1 位作者 李林合 马贤好 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期73-77,共5页
针对空冷汽轮发电机端部磁场计算中存在的问题,采用A,(?)-A三维有限元法建立了大型汽轮发电机端部三维涡流场的数学模型,模型充分考虑了定、转子铁心的端部效应和定子齿压指、压板、磁屏蔽、压圈等端部结构件和定、转子端部线圈的实际... 针对空冷汽轮发电机端部磁场计算中存在的问题,采用A,(?)-A三维有限元法建立了大型汽轮发电机端部三维涡流场的数学模型,模型充分考虑了定、转子铁心的端部效应和定子齿压指、压板、磁屏蔽、压圈等端部结构件和定、转子端部线圈的实际几何形状以及材料性质的影响。提出用二维磁场和三维磁场耦合求解的方法确定边界条件,该方法既能够保证计算精度又减少了求解区域,节省了计算时间:并给出了定子绕组端部渐开线模型的网格生成方法,利用该方法能准确模拟电机端部绕组的实际情况:以1台OF—150—2型空冷汽轮发电机为例,计算了计及涡流时汽轮发电机空载、满载端部电磁场,给出了电机端部结构件中磁场的分布和一些有价值的结论,计算结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 汽轮发电机 端部磁场 3D涡流场 边界条件 数值计算
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300MW汽轮发电机定子绕组蒸发内冷的实验研究 被引量:10
15
作者 阮琳 顾国彪 傅德平 《电工电能新技术》 CSCD 2002年第2期9-12,共4页
本文重点介绍 30 0MW(30万千瓦 )汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却的模拟实验。阐述了实验原理 ,模型的建立 ,数据的采集等问题 ,并对结果进行了初步的分析。实验的目的是为了取得定子绕组空心导线内流体的温度分布 ,并粗略估计出蒸发点... 本文重点介绍 30 0MW(30万千瓦 )汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却的模拟实验。阐述了实验原理 ,模型的建立 ,数据的采集等问题 ,并对结果进行了初步的分析。实验的目的是为了取得定子绕组空心导线内流体的温度分布 ,并粗略估计出蒸发点的位置 。 展开更多
关键词 汽轮发电机 蒸发内技术 蒸发点 定子绕组 实验
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空冷汽轮发电机转子通风冷却系统的结构优化 被引量:2
16
作者 胡晓红 袁益超 +3 位作者 刘聿拯 周文铸 马有福 仝庆华 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第7期645-649,共5页
以125 MW空冷汽轮发电机转子为研究对象,建立了转子径向通风系统的冷却介质流量分配离散模型,并应用该模型对125 MW空冷汽轮发电机转子径向通风系统进行了结构优化,分析了副槽结构、转子槽楔出风口面积对转子径向风道流量分配的影响.结... 以125 MW空冷汽轮发电机转子为研究对象,建立了转子径向通风系统的冷却介质流量分配离散模型,并应用该模型对125 MW空冷汽轮发电机转子径向通风系统进行了结构优化,分析了副槽结构、转子槽楔出风口面积对转子径向风道流量分配的影响.结果表明:在相同入口流量下,副槽截面积越大,径向风道流量偏差越小;转子槽楔出风口面积越小,径向风道流量偏差越小;采用变转子副槽结构及变转子槽楔出风口面积均可使径向风道流量偏差减小. 展开更多
关键词 汽轮发电机 转子 径向通风却系统 离散模型 流量偏差 结构优化
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1000MW级轴向氢冷汽轮发电机定子铁心通风系统 被引量:2
17
作者 胡晟 金如麟 谭茀娃 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期1004-1007,1011,共5页
对采用轴向通风冷却系统的 1  0 0 0  MW级汽轮发电机定子铁心的通风和发热进行了研究 .对定子铁心 ,根据节点单元等效热阻网络法的要求 ,建立了定子铁心中典型的矩形单元、扇形单元、通风孔单元和齿顶单元模型 ,给出了这些单元等效... 对采用轴向通风冷却系统的 1  0 0 0  MW级汽轮发电机定子铁心的通风和发热进行了研究 .对定子铁心 ,根据节点单元等效热阻网络法的要求 ,建立了定子铁心中典型的矩形单元、扇形单元、通风孔单元和齿顶单元模型 ,给出了这些单元等效热阻的计算方法 ,建立了各单元热平衡方程组 .以一台 93 0  MW的水氢氢汽轮发电机为例 ,计算出了其定子铁心通风孔单元的通风和气体温升 ,以及每个铁心单元的温升 . 展开更多
关键词 1000MW级轴向氢 汽轮发电机 定子铁心 通风系统 等效热阻网络法 温升 铁损耗 铜损耗
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吸入式空冷汽轮发电机气体运动流场分析及应用 被引量:2
18
作者 吴德义 王爱兰 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期17-21,30,共6页
为了提高空冷汽轮发电机的冷却效果,改变原压入式空冷汽轮发电机通风方式,空气由定子风道和转子风道进口进入,由吸入式风扇排出,消除了原压入式汽轮发电机由于风扇进风而带来的风道进口温度升高以及转子风道的热风进入定子风道造成定子... 为了提高空冷汽轮发电机的冷却效果,改变原压入式空冷汽轮发电机通风方式,空气由定子风道和转子风道进口进入,由吸入式风扇排出,消除了原压入式汽轮发电机由于风扇进风而带来的风道进口温度升高以及转子风道的热风进入定子风道造成定子风道进风口温度增加,改善了冷却效果。采用模型试验和数值模拟方法对吸入式空冷汽轮发电机风道气体运动流场进行了分析,结果表明:吸入式空冷汽轮发电机转子风道进口风速一般为10.0~90.0m/s,和压入式空冷汽轮发电机转子风道进口风速基本相同;距汽端近1.0m范围内,定子风道风速一般为8.0~18.0m/s,距汽端1.5~3.0m范围内,定子风道中风速仅为3.0~5.0m/s,为了使定子得到均匀冷却,将前15个风道间距增加至80.0mm,后25个风道间距减小至45.0mm,可在总风道数目基本不变的情况下改善冷却效果。 展开更多
关键词 吸入式汽轮发电机 通风结构 模型试验 数值模拟
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空冷汽轮发电机转子槽绝缘的制造工艺 被引量:1
19
作者 魏景生 卢启杰 赵莹 《绝缘材料通讯》 2000年第2期33-34,共2页
本文简要地介绍了空冷汽轮发电机转子槽绝缘国产化制造工艺。
关键词 汽轮发电机 转子槽绝缘 制造工艺
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空冷135MW汽轮发电机转子横振特性研究 被引量:4
20
作者 蓝柏云 张雷 秦宗慧 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期127-131,共5页
首先应用动力特性计算程序对某大型空冷汽轮发电机转子进行临界转速计算,以考核其是否达到国标规定的设计要求。然后应用模态试验技术对转子—轴承系统进行模态分析,以验证计算的正确性,最后通过测量获得转子的实际临界转速,全面获得该... 首先应用动力特性计算程序对某大型空冷汽轮发电机转子进行临界转速计算,以考核其是否达到国标规定的设计要求。然后应用模态试验技术对转子—轴承系统进行模态分析,以验证计算的正确性,最后通过测量获得转子的实际临界转速,全面获得该空冷汽轮发电机转子的横振特性资料。 展开更多
关键词 汽轮发电机 转子 临界转速 模态试验
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