基于ANSYS的水轮发电机机电耦合弯曲振动响应仿真

论文摘要

水轮发电机系统的计算仿真问题是一个力场和电磁场相耦合的复杂问题。若采用ANSYS对其进行耦合场数值模拟,其建模和计算都是复杂的。根据已建立的机电耦合系统动力学模型,不平衡磁拉力是作用在转子上的与转子涡动位移成非线性关系的激励。本文在分析了诸多ANSYS单元属性之上,设置调整了ANSYS中的非线性弹簧单元用以模拟不平衡磁拉力。计算模拟了水轮发电机系统在不平衡磁拉力和质量偏心力作用下的动力响应,得到了在不同基波磁势下转子的响应轨迹,显示了不平衡磁拉力对系统响应的影响。数值仿真结果为水轮发电机机电耦合系统的动力分析和设计提供了参考。

论文目录

• 提要
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 第2章 转子的机电耦合振动和非线性磁拉力
• 2.1 机电耦合系统的动力学模型
• 2.2 不平衡磁拉力的分析与计算
• 2.2.1 偏心气隙磁导和气隙磁密的计算
• 2.2.2 不平衡磁拉力的表达式
• 第3章 基于 ANSYS 的水轮发电机动力学响应仿真
• 3.1 ANSYS 中的转子动力学
• 3.2 基于ANSYS 的水轮发电机机电耦合系统动力学分析
• 3.2.1 转轴单元的选取
• 3.2.2 不平衡磁拉力的模拟
• 3.3 基于ANSYS 的仿真算例
• 第4章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢