基于TRIZ的水轮发电机组创新设计研究

摘要

水轮发电机组本身是一个融合了机械学、电气学、电磁学、流体力学、传热学的复杂机械系统。它经过一百多年的发展和实践，结构设计和电磁设计，已经趋于成熟。如何发现和进一步完善现有产品以及选择新一代的替代技术是企业亟待解决的问题。 TRIZ(发明问题解决理论)是专门研究创新和概念设计的理论。它是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合的理论体系，已经为工程问题的解提供了一系列的工具：如发明原理、分离原理、标准解、效应库等。 本文将TRIZ理论应用到水轮发电机组创新设计中，主要完成以下工作。 1.针对处于成熟期的水轮发电机组，本文在选定DE直接进化理论的基础上，根据所选定的进化模式、发明原理和路线，进行了水轮发电机通风散热系统的冷却方式、调速系统的创新设计，对水轮发电机整体发展趋势进行了预测。 2.本文应用TRIZ理论和方法针对水轮发电机存在的若干问题进行了分析研究，并给出了问题解决方案。 灯泡贯流式水轮发电机组在温度场分析时定、转子出现了过热现象，在深入调查研究的基础上，通过建立反向鱼骨图和反向鱼骨图下的产品功能模型图，确定了系统中的工程问题，并根据该问题，使用冲突解决原理提出了创新设计方案。通过对各个方案进行了评价和比较，确定了最佳方案，并对最终方案的实施进行了效果确认。 本文通过TRIZ理论在水轮发电机组中的应用研究，为TRIZ理论方法在水轮发电机技术改进中的深入应用打下了基础。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1引言

1.2水轮发电机组概述

1.3现有灯泡贯流式水轮发电机组简介

1.3.1现有灯泡贯流式水轮发电机组通热系统

1.3.2现有灯泡贯流式水轮发电机组电机

1.4国内外研究概况

1.5主要的研究内容及意义

第二章 TRIZ理论概述及产品结构功能模型的建立

2.1 TRIZ概述

2.1.1 TRIZ的基本原理

2.1.2 TRIZ体系结构

2.1.3解决问题的流程

2.2产品功能与产品结构分析-反向鱼骨图

2.3基于反向鱼骨图的产品功能模型的建立

2.3.1产品功能模型

2.3.2基于反向鱼骨图的产品功能模型建立方法

2.4 TRIZ软件TechOptimizer3.0

2.4.1软件简介

2.4.2计算机辅助创新的意义及在我国的应用前景

2.5小结

第三章 基于TRIZ进化理论的水轮发电机的概念设计

3.1 TRIZ技术进化理论在冷却方式上的创新

3.1.1反向冷却的提出

3.1.2热管冷却方式在水轮发电机冷却系统中的应用设想

3.2 TRIZ进化理论在水轮发电机调速系统上的应用过程

3.3基于TRIZ进化理论的水轮发电机组发展趋势预测

3.3.1基于理想化的进化模式的水轮发电机发展趋势预测

3.3.2基于多维化的进化模式的水轮发电机组发展趋势预测

3.4小结

第四章 基于TRIZ冲突解决理论的通风散热系统创新设计

4.1灯泡贯流式水轮发电机组通热系统建模和温度场分析

4.1.1灯泡贯流式水轮发电机组通风散热系统建模

4.1.2灯泡贯流式水轮发电机组温度场分析

4.2灯泡贯流式水轮发电机组通热系统产品功能建模与分析

4.2.1反向鱼骨图的建立

4.2.2基于反向鱼骨图的部件产品功能模型的建立

4.2.3基于产品功能模型的分析

4.3基于TRIZ冲突解决理论的水轮发电机结构创新设计

4.3.1定子结构的冲突与解决

4.3.2转子绕组结构的冲突与解决

4.3.3冷却空气的冲突与解决

4.4方案评价与选择

4.5小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢