大型发电机端部绕组电磁力物理数字孪生建模

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第9期北京时间：

作者：王頲, 杨震, 赵洋, 罗顺, 刘为斌, 禄盛

单位：1.重庆邮电大学高等科学研究院2.工业物联网与网络化控制教育部重点实验室3.重庆邮电大学自动化学院4.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室

摘要：为了在“智慧汽轮机”中更好地结合物理信息模型先验知识与数据驱动模型,并向真实机组模型迁移试验模型,进一步实现可靠的实验室数值仿真数据和真实运行数据互相印证与混和建模驱动,以600 MW大型汽轮发电机为研究对象,建立融合演进因素的汽轮发电机定子绕组本体模型,提出集成数字孪生智能绕组研究框架,并提出智能绕组内涵的形式化定义。基于镜像法、气隙回转电流应用叠加法、毕奥-萨伐尔定律和安培力定律建立定子端部绕组电磁力的数学机理物理信息模型。对有限元电磁力和数字化电磁力进行了分析对比,验证了所建立电磁力数字化物理信息模型的合理性。对比分析振动响应结果,进一步验证了数字化电磁力物理信息建模的正确性以及有限元电磁力对比验证的正确性。研究将对“智慧汽轮机”运维的振动动态基于物理机理与数据驱动混和建模的数字孪生故障诊断与预测提供有力的支撑。

关键词：定子端部绕组,电磁力,物理信息建模,数字孪生,智慧汽轮机,振动响应

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51807019);重庆市教委科学技术研究资助项目(KJZD-K201900604);机械结构强度与振动国家重点实验室开放基金资助项目(SV2020-KF-15);重庆市博士后科研资助项目(XmT2018030)。