大型发电机定子绝缘老化后非线性温度场计算

摘要

为了更准确地计算大型发电机内的温度分布,给出了直角坐标系下三维热传导方程及其等价泛函,并给出了计算区域内相应的边界条件,同时推导了采用牛顿拉夫逊方法求解非线性温度场的迭代格式.以一台凸极同步发电机为例,建立了径向通风沟内流速、散热系数与壁面温度的非线性数学模型,采用六面体八节点单元计算了该台电机定子通风沟流场非线性变化情况下的三维温度场,用数值模拟的方法分析了上述流场非线性情况下绝缘老化脱壳后的定子温度场,得出了相应的定子各部分温度变化规律及径向通风沟内表面散热系数和风速的分布规律,将计算结果与实测值及线性情况进行了比较,计算精度满足工程需要,为电机运行过程中的温度监测和热故障诊断提供了理论依据.