Анализ гармонического состава переменного магнитного поля, связанного с вращающимся ротором турбогенератора, в режимах холостого хода и короткого замыкания

Abstract

RU: Представлен численно-полевой метод расчета переменной составляющей магнитного поля на поверхности вращающегося ротора турбогенератора. Он основан на многопозиционных расчетах магнитного поля с поворотами ротора и изменениями токов в обмотке статора. В фиксированных точках поверхности выделяется переменная составляющая магнитной индукции и для ее временной функции выполнен гармонический анализ. Разработанный метод универсален с точки зрения режимов возбуждения, конструкции и насыщения магнитопровода. Теоретические основы апробированы расчетными исследованиями в режимах холостого хода и короткого замыкания турбогенератора. UK: Подано чисельно-польовий метод розрахунку змінної складової магнітного поля на поверхні обертового ротора турбогенератора. Він заснований на багатопозиційних розрахунках магнітного поля з поворотами ротора і зміною струмів в обмотці статора. У фіксованих точках поверхні формуються часові функції змінної складової магнітної індукції і для них виконується гармонійний аналіз. Розроблений метод є універсальним з погляду режимів збудження, конструкції і насичення магнітопроводу. Теоретичні основи апробовані розрахунковими дослідженнями в режимах неробочого ходу і короткого замикання турбогенератора. EN: The method of calculation of the magnetic field alternating component at the surface of the rotating rotor of turbo generator is presented. It is based on multiposition of the numerical calculations of the magnetic field with the rotor turns and changes of currents in the stator winding. Discrete time functions of the alternating component of the magnetic induction are selected in points of the surface . The harmonic analysis is conducted for them. The developed method is universal in terms of excitation modes, designs and the magnetic core saturation. The theory is confirmed by computational researches in the no-load and short circuit modes of large turbo generator. In it, the alternating component of the magnetic induction on the rotor surface in the short-circuit mode is much greater than in the no-load mode. Values and harmonic composition of the alternating component of the magnetic induction differ substantially at different points of the rotor surface. Harmonics are ponderable in the range from the level determined by the phase structure of stator winding to the level determined by the tooth structure of its core. The results obtained are qualitatively fit into the classical notion of oscillatory processes of the magnetic field on the rotor surface, but now the value and harmonic composition of the alternating component of the magnetic induction receive adequate numerical filling. The result of work can be used for designing of a turbogenerators and other synchronous machines.