Национальная научно-техническая конференция –
это прорыв в области техники, автоматики и всех остальных
отраслей промышленности. Примите участие вместе с нами!

Скачать положение

Главная / Проекты / Приборостроение, системы управления, электронная и электротехническая промышленности /
регион:

РАЗРАБОТКА ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ СТАТОРНОЙ ОБМОТКИ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ

Соавторы:

Филин Алексей Григорьевич

  
  
  

Согласно действующей продукто-рыночной стратегии ПАО “Силовые машины”, одним из направлений развития в области турбогенераторов является обеспечение эксплуатационной надежности турбогенераторов и не менее важным, увеличение единичной мощности турбогенераторов с полным воздушным и водородным охлаждением. Эти задачи могут быть решены путем повышения эффективности систем охлаждения обмотки статора турбогенератора, за счет использования систем изоляции с повышенной теплопроводностью. Возможность разработки крупных электрических машин неотъемлемо сопряжена с развитием электротехнологий и электротехнических материалов, в частности, электроизоляционных материалов.Для расчета распределения температур в обмотке статора необходимы данные по коэффициенту эквивалентной теплопроводности системы изоляции. Современная электрическая изоляция представляет собой многокомпонентную систему, коэффициенты теплопроводности отдельных элементов, которой существенно отличаются. Исходные данные для расчетов, возможно получить при испытаниях головного образца турбогенератора на стенде завода изготовителя, уже по факту изготовления, с последующей корректировкой документации для серийных изделий, либо испытаний макетов, имитирующих конструкцию паза статора, что увеличивает погрешность.Объектом исследования в настоящей работе является система изоляции турбогенератора с воздушным охлаждением. Для обеспечения долговечности изоляции требовалось проанализировать тепловое воздействие на изоляцию и выработать наиболее оптимальный способ по повышению эксплуатационной надежности изоляции и электрической машины в целом.В рамках исследования применен метод конечных элементов. Корректность полученных результатов проверялась экспериментальными данными и сравнением с данными, опубликованными в научно-технических журналах.Для оценки предлагаемых конструктивных решений и выработке корректирующих предложений по оптимизации конструкции при разработке и проектировании статорных обмоток турбогенераторов, в том числе с применением высокотеплопроводных материалов разработана методика и инструменты для проведения расчета коэффициента эквивалентной теплопроводности системы изоляции статорной обмотки турбогенератора.Разработанная в рамках исследований программа и методика позволяет обеспечить получение достоверного результата за счет учета технологических и конструктивных особенностей элементов конструкций статора при расчете теплового состояния на стадии проектирования головного образца. Возможности программы позволяют расчетным путем определить коэффициент эквивалентной теплопроводности с учетом всех конструктивных элементов для расчета распределения температур в обмотке статора с выявлением зон повышенных нагревов, что затруднительно выполнить экспериментальным путем. Это позволяет принять необходимые и своевременные конструктивные решения с целью обеспечения эксплуатационной надежности турбогенераторов, в первую очередь, исходя из опыта проектирования и эксплуатации, это наиболее актуально для турбогенераторов с воздушным охлаждением.Разработка и внедрение методики и инструментов расчета в отделе проектирования турбогенераторов позволила: 1) ускорить процесс разработки систем изоляции и повысить достоверность получаемых результатов при внедрении новых систем изоляции, в том числе с применением высокотеплопроводных материалов; 2) разработать и обобщить базу данных теплофизических свойств материалов системы изоляции;3) определить ключевые элементы системы изоляции, определяющие возможность эффективного повышения теплопередачи в обмотке; 4) предложить практические рекомендации для повышения эффективной теплопроводности системы изоляции статорной обмотки турбогенераторов на базе проведенного анализа5) выполнить расчет и сравнительный анализ тепловых состояний и теплофизических параметров систем изоляции статорной обмотки линейки турбогенераторов с воздушным охлаждением 220, 160 и 130;6) повысить эксплуатационную надежность системы изоляции турбогенераторов за счет выявления нагруженных критических зон в элементах изоляционных конструкций и принятия своевременных конструктивных решений при проектировании.Технико-экономические показатели обеспечиваются повышением:1) надежности конструкции системы изоляции путем выявления критических параметров системы изоляции статорной обмотки турбогенераторов на стадии проектирования, влияющих на ее надежность, срок службы и выработки корректирующих мероприятий, направленных на сохранение эксплуатационных характеристик объекта исследования;2) конкурентоспособности турбогенераторов с воздушным охлаждением за счет использования в конструкции системы изоляции статора турбогенератора современных высокотеплопроводных композитных материалов.Область применения работы – электромашиностроение, электроэнергетика, электротехнические материалы и изделия, электротехника.



Комментарии

Отрасли

Авиационная и ракетно-космическая промышленность
Автомобильная промышленность
Железнодорожное машиностроение
Станкостроительная и инструментальная промышленность
Приборостроение, системы управления, электронная и электротехническая промышленности
Тракторное, сельскохозяйственное, лесозаготовительное, коммунальное и дорожно-строительное машиностроение
Энергетическое машиностроение
Оборонная промышленность
Тяжелое машиностроение
Судостроение
Промышленная экология
Информационные технологии
Робототехника и искусственный интеллект
Управленческие задачи