赵　洋　严　波，　曾　冲　黄　嵩　陈昌林　邓建安

(1.重庆大学航空航天学院　重庆　400044

2.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)　重庆　400044

3.东方电机有限公司　德阳　618000)



大型汽轮发电机定子端部电磁力作用动态响应分析

赵洋1严波1，2曾冲2黄嵩2陈昌林3邓建安3

(1.重庆大学航空航天学院重庆400044

2.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)重庆400044

3.东方电机有限公司德阳618000)

摘要针对某600 MW大型汽轮发电机端部，建立电磁分析三维实体有限元模型，数值模拟得到额定负载下电机端部定子绕组上的电磁力密度的周期变化规律。在ABAQUS/CAE中建立端部结构分析的三维精细有限元模型，将计算得到的作用于绕组上的随时间变化的电磁力导入结构分析模型中，数值模拟得到额定负载下端部结构的变形和应力响应。

关键词：汽轮发电机定子端部电磁力动态响应数值模拟

Dynamic Response Analysis of Large Turbogenerator Stator End Structure Under Electromagnetic Forces

ZhaoYang1YanBo1，2ZengChong2HuangSong2ChenChanglin3DengJian’an3

(1.College of Aerospace EngineeringChongqing UniversityChongqing400044China 2.State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing UniversityChongqing400044China 3.Dongfang Electric Machinery Co.LtdDeyang618000China)

AbstractA three dimensional finite element model for electromagnetic analysis of the stator end winding of a 600 MW turbogenerator is set up.Then the periodical variation of electromagnetic force density in the stator end winding under rated load is determined by numerical simulation.Furthermore，a three dimensional fine finite element model for structural analysis of the stator end is constructed by means of ABAQUS/CAE and the electromagnetic forces varying with time on the windings determined by the electromagnetic analysis are incorporated into the structural analysis model.Finally，the deformation and stress distributions of the stator end during rated load are numerically analyzed by means of the ABAQUS software.

Keywords：Turbogenerator，stator end region，electromagnetic force，dynamic response，numerical simulation

0引言

大型汽轮发电机在运行过程中，端部绕组会受到二倍工频电磁力的作用，随着发电机单机容量的增大，定子端部绕组所受到的电磁力也随之增大。端部结构在电磁力的作用下会引起绕组的振动及绝缘的磨损，严重时会使绕组短路，带来巨大的经济损失[1，2]。因此，对汽轮发电机端部绕组电磁力及振动问题的研究具有非常重要的意义。

由于端部结构的复杂性，发电机端部磁场分布的计算一直是国内外电机研究的重要课题，目前已取得了许多研究成果[3-5]。在得到端部磁场分布后，发电机定子端部绕组的电磁力以及在电磁力作用下端部结构的动力响应问题也得到了广泛关注。……