РОЗПОДІЛ ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ У РОТОРІ В РЕЖИМІ КОРОТКОГО  ЗАМИКАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ТУРБОМАШИНИ

К.А.  Кучинський; П.О.  Зінькевич

doi:10.15407/publishing2025.71.079

№ 71 (2025), ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ ТА АПАРАТИ

№ 71 (2025)

РОЗПОДІЛ ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ У РОТОРІ В РЕЖИМІ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ТУРБОМАШИНИ

ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ ТА АПАРАТИ

https://doi.org/10.15407/publishing2025.71.079

Опубліковано 29.08.2025

К.А. Кучинський⁺⁻
П.О. Зінькевич⁺⁻

К.А. Кучинський

Інститут електродинаміки НАН України, пр. Берестейський, 56, Київ, 03057, Україна

https://orcid.org/0000-0003-4003-6721

П.О. Зінькевич

Національний університет харчових технологій вул. Володимирська, 68, Київ, 01033, Україна

https://orcid.org/0000-0003-1723-8544

Article_8 PDF

Ключові слова

ротор турбомашини
нестаціонарний режим
втрати
нагріви
скінченно-елементний аналіз

Як цитувати

Кучинський, К.А. , і П.О. Зінькевич. «РОЗПОДІЛ ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ У РОТОРІ В РЕЖИМІ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ТУРБОМАШИНИ». Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України, вип. 71, Серпень 2025, с. 079, doi:10.15407/publishing2025.71.079.

Анотація

Представлено результати чисельних досліджень розподілу місцевих втрат і нагрівів у конструктивних елементах поверхневого шару ротора в початковий момент пуску турбомашини. Комплексне моделювання електромагнітних і температурних полів здійснюється на єдиній методологічній основі для одного й того ж ступеня дискретизації розрахункової області (полюсної поділки електричної машини) методом скінченних елементів. Проведено зіставлення теоретичних значень із даними експериментальних випробувань. На основі зазначених порівнянь проаналізовано отримані максимальні величини нагрівів і вплив відхилень розрахункових та експериментальних даних залежно від програми випробувань і ступеня оснащення датчиками температури на оцінку дійсної термостійкості конструкції в анормальному режимі. Бібл. 16, рис. 6, таблиця.

https://doi.org/10.15407/publishing2025.71.079

Article_8 PDF

Посилання

1. Michael I.F., John E.T., Seamus D.G., Arthur W.L. Dynamics of Rotating Machines. Cambridge University Press, 32 Avenue of the Americas New York NY 10013. 2012. Pp. 177–183.

2. Nagaraju T., Srinivas K. Rotor Dynamic Analysis of Steam Turbine Rotor Using ANSYS. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research (IJMERR). 2014. Vol. 3. No. 1. Рp. 338–349.

3. Varne P., Green I. Crack Detection in a Rotor Dynamic System by Vibration Monitoring-Part II: Extended Analysis and Experimental Results. Redistribution subject to ASME license or copyright. November 2012. Vol. 134(11).

4. Sandeep T., Sankha B. Dynamic analysis of rotor-bearing system for flexible bearing support condition. Interna-tional Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET). 2017. Vol. 8. Рp. 1785–1792.

5. Xiao-Bo R., Yan-Dong C., Ying-Xiang C., Jian-Gang Z., Ya-Ping T. Dynamics of a cracked rotor system with oil-film force in parameter space. Nonlinear Dynamics. Springer Science Business Media Dordrecht. 2017. Vol. 88. No. 4. Рp. 2347–2357.

6. Reddy M.R., Srinivas J. Vibration Analysis of a Support Excited Rotor System with Hydrodynamic Journal Bearings. Elsevier, Procedia Engineering. 2016. Vol. 144. Рp. 825–832.

7. Kristof V., Mester M. Loss of excitation of synchronous generator. Journal of Electrical Engineering. 2017. Vol. 68. No 1. Pp. 54–60. DOI: https://doi.org/10.1515/jee-2017-0007

8. Arrieta E., Romero N., Torregroza M., Fuly I. Analysis of short-circuit failures in synchronous machinery rotor using finite elements. Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. 2021. Vol. 37. Pp. 1–23. DOI: https://doi.org/10.23967/j.rimni.2020.12.002

9. Xinghua Yuan, Jia Qiang. Analysis of Stator Core Magnetic Tension under Inter-turn Short Circuit of Excitation Winding. International Journal of Frontiers in Engineering Technology. 2022. Vol. 4. Issue 3. Pp. 28–41. DOI: https://doi.org/10.25236/IJFET.2022.040305

10. He Y.-L. et al. Rotor loss and temperature variation under single and combined faults composed of static air-gap eccentricity and rotor inter-turn short circuit in synchronous generators. IET Electric Power Applications. 2021. Vol. 15, Issue 11. Pp. 1529–1546. DOI: https://doi.org/10.1049/elp2.12118

11. Le Luong H.T., Messine F., Hénaux C., Bueno Mariani G., Voyer N., Mollov S. 3D Electromagnetic and Ther-mal Analysis for an Optimized Wound Rotor Synchronous Machine. 2018 XIII International Conference on Electrical Machines (ICEM). 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/ICELMACH.2018.8507020

12. Meunier G. The finite element method for electromagnetic modeling. Wiley, ISTE, 1st ed., London, England. 2008.

13. Kuchynskyi K.A. Thermal and thermomechanical conditions of rotor elements of a turbogenerator with a capac-ity of 200 MW in asynchronous modes. Pratsi Instytutu elektrodynamiky NAN Ukrainy. 2011. No 28. Pp. 54–61. (Rus)

14. Vicente Climente-Alarcon, Antero Arkkio, Jose Antonino-Daviu. Study of thermal stresses developed during a fatigue test on an electrical motor rotor cage. International Journal of Fatigue. March 2019. Vol. 120. Pp. 56–64. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2018.11.003

15. Mendes G., Ferreira Â., Miotto E. Coupled Electromagnetic and Thermal Analysis of Electric Machines. MATEC Web of Conferences (MATBUD’2020). 2020. Pp. 1-10. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/202032201052

16. Kuchynskyi K.A. Thermal and thermomechanical processes in turbogenerators. Kyiv: TOV Pro Format Publ., 2020. 239 p. (Rus)