Dr hab. inż. J. Zawilak, prof. PWr: Zjawiska elektromagnetyczne i cieplne w prętach uzwojenia stojana turbogeneratora. Projekt badawczy promotorski nr 3 T10A 037 29, (2005-2006).  

Przedmiotem rozważań w niniejszej pracy były zagadnienia sprzężeń magnetycznych z prętami uzwojenia stojana w strefie żłobkowej i czołowej turbogeneratora, wpływ transpozycji przewodów elementarnych na rozkład gęstości prądu wzdłuż wysokości pręta, obliczenia i minimalizacje strat, wyznaczenie rozkładu temperatur w strefie żłobkowej uzwojenia stojana.

 

Głównym celem pracy było opracowanie metody obliczeń umożliwiającej wyznaczenie rozkładu temperatury w pręcie dla różnych transpozycji przewodów elementarnych w strefie żłobkowej i czołowej maszyny z uwzględnieniem niejednorodnego rozkładu źródeł ciepła w uzwojeniu oraz temperatury czynnika chłodzącego.

 

W celu rozwiązania postawionego problemu zbudowano modele matematyczne do obliczeń elektromagnetycznych i termicznych. Obliczenia elektromagnetyczne pozwoliły wyznaczyć rozkład gęstości prądów wzdłuż wysokości pręta uzwojenia stojana turbogeneratora a obliczenia termiczne rozkład temperatur w pręcie. Do obliczeń elektromagnetycznych zastosowano metodę przewodów elementarnych, Biota - Savarta - Laplace'a i odbić zwierciadlanych. Do obliczeń rozkładu temperatur w uzwojeniu stojana maszyny wykorzystano metodę schematów cieplnych.

 

Obliczenia przeprowadzono dla pręta warstwy dolnej i górnej wybranego typu turbogeneratora o mocy 450 MVA napięciu 21 kV i częstotliwości 60 Hz. Badana maszyna posiada pośredni wodorowy system chłodzenia. Pręt warstwy górnej uzwojenia stojana turbogeneratora ma 272 przewody elementarne ułożone w 4 kolumnach po 68 przewodów. Pręt warstwy dolnej ma 136 przewodów elementarnych ułożonych w dwóch kolumnach. W modelu obliczeniowym uwzględniono sprzężenia magnetyczne między przewodami elementarnymi w strefie żłobkowej (środowisku ferromagnetycznym) i w strefie czołowej (środowisku niemagnetycznym).

 

Analizę rozkładu temperatur wzdłuż długości i wysokości pręta obu warstw wykonano dla czterech typów przeplotu przewodów elementarnych:

  • przeplot tylko w strefie żłobkowej typu 0+360+0,
  • przeplot w strefie żłobkowej i czołowej typu 90+360+90,
  • niepełny przelot w strefie żłobkowej typu 0+334+0,
  • przeplot w strefie żłobkowej typu 0+540+0.

Korzystając z opracowanego modelu matematycznego wyznaczono rozkład temperatury w przekładce między prętami w strefie żłobkowej maszyny i porównano z wynikami pomiarów. Uzyskano zadowalającą zgodność obliczeń z pomiarami, potwierdzając poprawność opracowanych modeli matematycznych i wykorzystanych w nich metod. Wszystkie obliczenia wykonano za pomocą autorskiego programu komputerowego Bar, opracowanego w języku Fortran w ramach rozprawy doktorskiej.

 
 do góry drukuj poleć stronę kontakt na skróty