МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВОГО СТАНУ АПАРАТУ ЩІТКОТРИМАЧІВ В ТРИВИМІРНІЙ ПОСТАНОВЦІ

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2018.02.019
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Випуск Том 21, № 2, 2018 (червень)
Сторінки 19–24

 

Автор

О. В. Третьяк, ДП «Завод «Електроважмаш» (61089, Україна, м. Харків, пр. Московський, 299), Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ» (61070, Україна, м. Харків, вул. Чкалова, 17), e-mail: alex3tretjak@ukr.net

 

Анотація

Проведено детальний огляд існуючих конструкцій щіткоконтактних пристроїв для турбогенераторів від 200 МВт до 600 МВт. Розглянуто особливості апаратів щіткотримачів, що працюють разом з турбогенераторами різних фірм. Вказано основні причини пошкоджень та шляхи розвитку і вдосконалення існуючих конструкцій. Проведено аналіз методів розрахунку тепловиділень, що визначаються явищами різної природи. Встановлено найбільш оптимальний варіант оцінки впливу контакту та якості щіток на величину теплових виділень. Представлена можливість здійснення тривимірного розрахунку з використанням результатів аналітичного обчислення разом з методом CFD. Вперше було виконано обчислення та розроблено вдосконалений метод визначення теплового стану апаратів щіткотримачів для високо- та середньо-потужних турбогенераторів. Показано, що значення температури, отримані в результаті імітації теплового стану контактного пристрою, для щітки в середовищі моделювання потоку SolidWorks відповідають вимогам нових електричних машин. В якості критеріїв збіжності потоку були обрані наступні величини для об’єму: мінімальне, середнє та максимальне значення статичного тиску, середня масова витрата; середній тепловий потік на зазначених поверхнях. Розрахунок виконувався до досягнення критерію збіжності та виконання більш ніж трьох продувок обчислення. Розрахункова похибка не перевищує похибки вимірювання, що дає змогу оцінити працездатність апарату щіткотримачів на етапах проектування, а отримані значення температур не перевищують максимально допустимих відповідно до вимог нормативно-технічної документації.

 

Ключові слова: апарат щіткотримача, тепловий стан, тривимірне моделювання

 

Література

  1. Хуторецкий Г. М., Токов М. И., Толвинская Е. В. Проектирование турбогенераторов. Л: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. 255 с.
  2. Алексеев А. Е. Конструкция электрических машин. М.: Гос. энерг. изд-во, 1958. 426 с.
  3. Данилевич Я. Б., Кашарский. Э. Г. Добавочные потери в электрических машинах. М.: Гос. энерг. изд-во, 214 с.
  4. ТУ 16-ИЛЕА. 685211.037ТУ-88.
  5. Самородов Ю. Н. Дефекты и неисправности генераторов. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2005. 100 с.
  6. Ильин А. В., Плохов И. В., Козырева О. И., Андрусич А. В. Трехмерное моделирование нестационарного температурного поля в микроконтакте. Вестн. Псков. ун-та. Сер. Эконом. и техн. науки. 2014. Т. 2. № 5. С. 208–214.
  7. Морозов А. Г. Расчет электрических машин постоянного тока: учеб пособие для втузов. изд 2-е, перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1977. 264 с.
  8. Бак О. Проектирование и расчет вентиляторов. М.: Гос. науч.-техн. изд-во лит. по горному делу, 1961. 363 с.
  9. Алямовский А. А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. М.: ДМК Пресс, 2010. 464 с.

 

Надійшла до редакції: 08 травня 2018 р.

Прийнята до друку