Методика расчета электромагнитных и термомеханических процессов в роторах турбогенераторов при переходных режимах

Abstract

Представлено основні рівняння, що описують просторові нестаціонарні електромагнітні та теплові поля в роторі турбогенератора і термомеханічний стан ротора на різних режимах експлуатації. Запропоновано математичні моделі зв'язаних процесів, що враховують такі основні фізичні явища і чинники, як залежність електрофізичних, теплофізичних і механічних властивостей матеріалів від температури, а також нелінійні значення магнітної проникності сталі ротора. Методика розрахунку базується на розв’язанні просторових початково-крайових зв'язаних задач електромагнетизму, теплопровідності і термопружності у варіаційних постановках з використанням методу скінченних елементів.

Basic equations describing the spatial transient electromagnetic and thermal fields in the rotor of the turbogenerator and the thermomechanical state of the rotor at different conditions of the exploitation, are presented. Mathematical models of the coupled processes are proposed, taking into account such basic physical phenomena and factors, as dependence of electrophysical, thermophysical and mechanical properties of the materials on temperature, and also nonlinear quantities of the magnetic permeability of the rotor steel. A method of calculation is based on the solution of the spatial initial-regional coupled tasks of electromagnetism, heat conductivity and thermoelastisity in the variation formulation by using the finite element method.