13891

13891

طراحي بهينه سيستم عايقي استاتور ژنراتورهاي سنكرون به روش اجزا محدود مبتني بر تحليل فيزيك چندگانه

دكتري

برق - قدرت

زمستان 1392

زمستان 1392

دكتر احمد غلامي

چكيده بر اساس نياز موجود براي بهينه‌سازي سيستم عايقي استاتور ژنراتور سنكرون و تحقيقات ارائه شده از جانب محققين در زمينه بهينه‌سازي ساير تجهيزات عايقي، روش جامع بهينه‌سازي رياضي با تابع هدف كاهش مقدار بيشينه و يكنواخت نمودن ميدان‌هاي الكتريكي و حرارتي در سيستم عايقي استاتور ژنراتور سنكرون و با در نظر گرفتن قيود موجود، به عنوان زمينه كاري رساله دكتري انتخاب شده است. از جمله اين قيود و متغيرها مي‌توان به تنش بيشينه، محدوديت‌هاي مكانيكي، نوع كلاس‌هاي عايقي موجود، بيشينه حجم اختصاص داده شده به شيار، مقدار رسانايي الكتريكي هادي‌ها، هدايت الكتريكي، هدايت حرارتي، ظرفيت حرارتي و ضريب تلفات لايه‌هاي مختلف عايقي، اشاره نمود. در اين رساله در چند گام، مراحل شبيه‌سازي و بهينه‌سازي انجام شده است. در مرحله اول، يك ژنراتور نمونه با ساختاري ساده‌تر معرفي و شبيه‌سازي مي‌شود. سپس يك سري طرح‌هاي پيشنهادي مبتني بر سعي و خطا براي بهينه نمودن عملكرد آن ارائه مي‌شود. اين مرحله براي ورود آسان‌تر به بحث اصلي مورد بررسي قرار گرفته است. در گام بعدي يك ژنراتور با مشخصات واقعي طراحي و شبيه‌سازي شده است. سپس سعي مي‌شود با توجه به الگوريتم بهينه‌سازي ارائه شده و با تغيير مقادير ضريب گذردهي لايه‌هاي مختلف عايقي، تنش الكتريكي در لايه‌ها كاهش يابد. در قدم بعدي سعي شده است با استفاده از روش بهينه‌سازي، مقدار رسانايي الكتريكي بهينه البته در يك محدوده بسيار پايين براي دو لايه عايق ديواره و پوشش نيمه هادي به‌دست آيد. آنگاه با افزودن تحليل حرارتي به تحليل الكتريكي و مغناطيسي، سعي مي‌شود مقدار بهينه براي ضريب گذردهي عايقي، رسانايي الكتريكي، هدايت حرارتي و ظرفيت حرارتي لايه‌هاي مختلف عايقي به‌دست آيد. در گام بعدي به‌عنوان يك پارامتر جديد، ضخامت سه لايه عايقي بهينه مي‌شود. در آخرين قدم، ژنراتور نيروگاهي 60 شياره 160 مگا ولت آمپري كه در بسياري از نيروگاه هاي بخاري ايران مورد استفاده قرار گرفته، پس از معرفي جزئيات سيستم عايقي، شبيه‌سازي و بر اساس الگوريتم مذكور مورد بهينه‌سازي قرار مي‌گيرد. كليد واژه: استاتور، بهينه‌سازي، تحليل اجزا محدود، ژنراتور HV، سيستم عايقي.