Дослідження фізичних процесів ушкодження демпферної системи ротора синхронних машин

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorВаськовський, Юрій Миколайович
dc.contributor.authorГераскін, Олександр Анатолійович
dc.contributor.authorТатарінов, Костянтин Михайлович
dc.date.accessioned2022-01-10T09:33:39Z
dc.date.available2022-01-10T09:33:39Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe physical processes in the damper system of the rotor with the appearance of a static eccentricity of the rotor for two types of salient-pole synchronous machines - a capsule hydrogenator SGK 538/160-70M with a capacity of 22 MW and a synchronous generator with a capaci-ty of 500 kW were investigated by means of mathematical modeling. A field mathematical model has been developed that takes into account the combined action of three physical fields of different nature: electromagnetic, temperature and field of thermomechanical stresses, and makes it possible to evaluate the heating and three-dimensional distribution of thermomechanical stresses in the structural elements of the rotor damper system of a salient-pole synchronous machine. These physical processes cause gradual destruction of the structure of the rotor damper system. It is proved that the primary cause of degradation and damage of the damping system of the rotor of an open-pole synchronous machine is the uneven distribution of induced currents in the rods at the poles of the rotor, which occurs when the machine works asynchronously or with the appearance of rotor static eccentricity. The largest induced currents and heat occur in the rods located at the edges of the pole pieces, while the central rods at the pole are heated significantly less. This asymmetric heating of the damping system of the rotor leads to significant thermome-chanical stresses in the elements of the damping system of the rotor, which significantly depend on the magnitude of the eccentricity and slippery of the rotor in asynchronous mode. The magnitude of the total thermomechanical stresses in the rods is influenced not only by axially directed forces, but also by transverse forces in the end short-circuiting elements. At considerable slippery and eccentricities there are inadmissibly big breaking forces which break cores and face short-circuiting elements of a damping system of a rotor. According to the results of the analysis, the heating and thermomechanical stresses of the structural elements were determined and recommendations for its structural improvement were given.uk
dc.description.abstractruМетодами математического моделирования исследованы физические процессы в демпферной системе ротора при появлении статического эксцентриситета ротора для двух типов явнополюсных синхронных машин - капсульного гидрогенератора СГК 538/160-70М мощностью 22 МВт и синхронного генератора мощностью 500 кВт. Разработана полевая математическая модель, учитывающая совместное действие трех физических полей различной природы: электромагнитного, температурного и поля термомеханических напряжений, и позволяет оценить нагрев и трехмерное распределение термомеханических напряжений в элементах конструкции демпферной системы ротора явнополюсной синхронной машины. Указанные физические процессы вызывают постепенное разрушение конструкции демпферной системы ротора. Доказано, что первопричиной процессов деградации и повреждения демпферной системы ротора явнополюсной синхронной машины является неравномерность распределения индуцированных токов в стержнях на полюсах ротора, которая возникает при работе машины в асинхронном режиме или при появлении статического эксцентриситета ротора. Наибольшие по величине индуцированные токи и нагрев возникают в стержнях, расположенных на краях полюсных наконечников, в то время как центральные стержни на полюсе нагреваются существенно меньше. Такой несимметричный нагрев демпферной системы ротора приводит к значительным термомеханическим напряжениям в элементах демпферной системы ротора, которые существенно зависят от величины эксцентриситета и скольжения ротора в асинхронном режиме. На величину суммарных термомеханических напряжений в стержнях влияют не только аксиально направлены силы, но и поперечные силы в торцевых короткозамыкающих элементах. При значительных скольжениях и эксцентриситете возникают недопустимо большие сламывающие усилия, которые разрывают стержни и торцевые короткозамыкающие элементы демпферной системы ротора. По результатам анализа определены нагрев и термомеханические напряжения элементов конструкции и даны рекомендации по ее конструктивному усовершенствованию.uk
dc.description.abstractukМетодами математичного моделювання досліджені фізичні процеси в демпферній системі ротора при появі статичного ексцентри-ситета ротора для двох типів явнополюсних синхронних машин - капсульного гідрогенератора СГК 538/160–70М потужністю 22 МВт і синхронного генератора потужністю 500 кВт. Розроблено польову математичну модель, що враховує спільну дію трьох фізичних полів різної природи: електромагнітного, температурного та поля термомеханічних напружень, і дозволяє оцінити нагрів і тривимірний розподіл термомеханічних напружень в елементах конструкції демпферної системи ротора явнополюсної синхронної машини. Зазначені фізичні процеси викликають поступову руйнацію конструкції демпферної системи ротора. Доведено, що першопричиною процесів деградації і ушкодження демпферної системи ротора явнополюсної синхронної машини є нерівномірність розподілу індукованих струмів в стрижнях на полюсах ротора, яка виникає при роботі машини в асинхронному режимі або при появі статичного ексцентриситета ротора. Найбільші за величиною індуковані струми і нагрів виникають в стрижнях, що розташовані на краях полюсних наконечників, у той час коли центральні стрижні на полюсі нагріваються суттєво менше. Такий несиметричний нагрів демпферної системи ротора призводить до значних термомеханічних напружень в елементах демпферної системи ротора, які суттєво залежать від величини ексцентриситета і ковзання ротора в асинхронному режимі. На величину сумарних термомеханічних напружень в стрижнях впливають не тільки аксіально направлені сили, але й поперечні сили в торцевих короткозамикаючих елементах. При значних ковзаннях і ексцентриситеті виникають неприпустимо великі зламні зусилля, які розривають стрижні і торцеві короткозамикаючі елементи демпферної системи ротора. За результатами аналізу визначено нагрів і термомеханічні напруження елементів конструкції й надано рекомендації щодо її конструктивного удосконалення.uk
dc.format.pagerangeС. 19-24uk
dc.identifier.citationВаськовський, Ю. М. Дослідження фізичних процесів ушкодження демпферної системи ротора синхронних машин / Ю. М. Васьковський, О. А. Гераскін, К. М. Татарінов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика. – Харків : НТУ «ХПІ». – 2021. – № 2 (6). – С. 19-24.uk
dc.identifier.issn2079-3944
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/45802
dc.language.isoukuk
dc.publisherНаціональний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»uk
dc.publisher.placeХарківuk
dc.sourceВісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика, 2021, № 2 (6)uk
dc.subjectявнополюсна синхронна машинаuk
dc.subjectдемпферна система ротораuk
dc.subjectстатичний ексцентриситет ротораuk
dc.subjectтемператураuk
dc.subjectтермомеханічні напруження і деформаціїuk
dc.subject.udc621.313.333uk
dc.titleДослідження фізичних процесів ушкодження демпферної системи ротора синхронних машинuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NTU«KhPI»_2021_2(6)_P.19-24.pdf
Розмір:
1.18 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті (ЕМ)