УДК 621.313.322

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ КОНСТРУКЦІЙ ТОРЦЕВОЇ ЗОНИ ОСЕРДЯ СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА

О.Г. Кенсицький¹, докт. техн. наук, В.А. Крамарський², канд. техн. наук, К.О. Кобзар³, канд. техн. наук, Д.І. Хвалін⁴*, асп.
^1,2,4 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: denis_h@bigmir.net
³ – Державне підприємство «Завод «Електроважмаш»,
пр. Московський, 299, Харків, 61089, Україна
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-0535-6511

Для низки варіантів конструкції торцевої зони осердя статора потужного турбогенератора за допомогою квазітривимірної математичної моделі отримано розподіл магнітної індукції і температури в елементах у режимі споживання реактивної потужності з урахуванням анізотропії та насичення осердя статора. За критерієм мінімуму нагрівання елементів конструкції проведено порівняльний аналіз ефективності варіантів. Бібл. 11, рис. 11, табл. 1.
Ключові слова: турбогенератор, торцева зона, крайні пакети осердя статора, температура.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ТОРЦЕВОЙ ЗОНЫ СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА

О.Г. Кенсицкий¹, докт. техн. наук, В.А. Крамарский², канд. техн. наук, К.А. Кобзарь³, канд. техн. наук, Д.И. Хвалин⁴*, асп.
^1,2,4 – Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина
³ – Государственное предприятие «Завод «Электротяжмаш»,
пр. Московский, 299, г. Харьков, 61089, Украина

Для ряда вариантов конструкции торцевой зоны сердечника статора мощного турбогенератора с помощью квазитрёхмерной математической модели получено распределение магнитной индукции и температуры в элементах в режиме потребления реактивной мощности с учётом анизотропии и насыщения сердечника статора. По критерию минимума максимальной и средней температуры в элементах конструкции проведён сравнительный анализ эффективности этих вариантов. Библ. 11, рис. 11, табл. 1.
Ключевые слова: турбогенератор, торцевая зона, крайние пакеты сердечника статора, температура.

Література
1. Алексеев Б.А., Мамиконянц Л.Г., Поляков Ф.А., Шакарян Ю.Г. Проблемы электрических машин на сессии СИГРЭ. Электричество. 2009. № 3. С. 60–67.
2. Смородин В.И., Крамарский В.А., Кузьмин В.В., Черемисов И.Я. Концепция нетрадиционного исполнения торцевой зоны статора турбогенератора с полным воздушным исполнением. Техническая электродинамика. 1991. № 2. С. 47–50.
3. Carl-Ernst Stephan, Jurgen Baer, Hans Zimmerman, Dr. Gerhard Neidhofer, Dr. Rjland Egil. New air-cooled turbogenerator in the 300-MVA class. ABB Review, 1/1996. P. 20–28.
4. Кенсицький О.Г., Хвалін Д.І. Електромагнітне поле у торцевій зоні турбогенератора при зміні реактивного навантаження. Технічна електродинаміка. 2018. №1. С. 62–68.
5. Comsol Multiphysics modeling and simulation software. http://www.comsol.com
6. Fujita M., Ueda T., Tokumasu T. Eddy current analysis in the stator end structures of large capacity turbine generators. International Conference on Electrical Machines and Systems, November, 2009, Tokyo, Japan. P. 1–6.
7. Постников И.М., Станиславский Л.Я., Счастливый Г.Г. Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов. Киев: Наукова думка, 1971. 360 с.
8. Счастливый Г.Г., Федоренко Г.М., Выговский В.И. Турбо- и гидрогенераторы при переменных графиках нагрузки. Киев: Наукова думка, 1985. 208 с.
9. Патент 99571 Україна МПК Н02К 5/04. Статор електричної машини. Крамарський В.А., Черемісов І.Я., Титко О.І., Грубой О.П., Пенський В.Ф., Мінко О.М. № u 2014 14220; заявл. 31.12.2014; опубл. 10.06.2015, Бюл. № 11.
10. Патент 111154 Україна МПК Н02К 3/42. Осердя статора електричної машини змінного струму. Титко О.І., Кобзар К.О., Хвалін Д.І. № u 2015 1257; заявл. 21.12.2015; опубл. 10.11.2016, Бюл. № 21.
11. Титко О.І., Мишастий М.Д., Воронін А.І., Хвалін Д.І. Експериментальні дослідження ефективності екранів зубцево-пазової конструкції статорів турбогенераторів. Праці Інституту електродинаміки НАН України. 2017. Вип. 46. С. 34–42.

STUDY OF EFFICIENCY THE DESIGN OF A STATOR CORE END ZONE OF TURBOGENERATOR

O.G. Kensytskiy¹, V.A. Kramarskiy², K.O. Kobzar³, D.I. Hvalin⁴*
^1,2,4 – Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine,
Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine,
е-mail: denis_h@bigmir.net
³ – State enterprise «Plant «Electrowazhmash»,
pr. Moskovskiy, 299, Kharkіv, 61089 Ukraine
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-0535-6511

Taking into account the anisotropy and saturation stator core with help a quasi-three dimensional mathematical model for a number of variants the design of a stator core end zone of powerful turbogenerator on the conditions of reactive power consumption the distribution of magnetic induction and temperature in elements is obtained. By the criterion of decreasing the maximum and average temperature in the construction elements a comparative analysis of efficiency for these variants is made. References 11, figures 11, table 1.
Key words: turbogenerator, end zone, stator core extreme packet, temperature.

1. Alekseev B.A., Mamikonyants L.G., Polyakov F.A., Shakaryan Yu.G. Electric machines problems on the SIGRE session. Elektrichestvo. 2009. № 3.¬ P. 60–67. (Rus)
2. Smorodin V.I., Kramarskiy V.A., Kuzmin V.V., Cheremisov I.Ya. Untraditional execution conception of turbogenerator stator with complete air execution butt-end area. Tekhnichna elektrodynamika. 1991. № 2. P. 47–50. (Rus)
3. Stephan C.-E., Baer J., Zimmerman H., Neidhofer G., Egil R. New air-cooled turbogenerator in the 300-MVA class. ABB Review, 1/1996. P. 20–28.
4. Kensytskyi O.H., Khvalin D.I. The End Zone Turbogenerator Electromagnetic Field for Changes the Reactive Load. Tekhnichna elektrodynamika. 2018. № 1. P. 62–68. (Ukr)
5. Comsol Multiphysics modeling and simulation software. http://www.comsol.com
6. Fujita M., Ueda T., Tokumasu T. Eddy current analysis in the stator end structures of large capacity turbine generators. International Conference on Electrical Machines and Systems, November, 2009, Tokyo, Japan. P. 1–6.
7. Postnikov I.M., Stanislavskiy L.Ya., Schastlivyiy G.G. Electromagnetic and thermal processes are in end parts of powerful turbogenerators. Kyev: Naukova dumka, 1971. 360 p. (Rus)
8. Schastlivyiy G.G., Fedorenko G.M., Vyigovskiy V.I. Turbo- and hyidrogenerators at the variable load-graphs. Kyev: Naukova dumka, 1985. 208 p. (Rus)
9. Patent 99571 Ukraine IPK Н02К 5/04. Electric machine stator / Kramarskyi V.A., Cheremisov I.Ia., Tytko O.I., Hruboi O.P., Penskyi V.F., Minko O.M. № u 2014 14220; declared 31.12.2014; published 10.06.2015, bulletin № 11. (Ukr)
10. Patent 111154 Ukraine IPK Н02К 3/42. Alternating current electric machine stator core / Tytko O.I., bulletin K.O., Khvalin D.I. № u 2015 1257 declared 21.12.2015; published 10.11.2016, Бюл. № 21. (Ukr)
11. Tytko O.I., Myshastyi M.D., Voronin A.I., Khvalin D.I. Experimental researches of efficiency of screens tooth-slot turbogenerators stator constructions. Pratsi Іnstytutu Elektrodynamiky NAN Ukrainy. 2017. № 46. P. 34–42. (Ukr)