Eccentricity movement analysis in hydropower generators : Porjus facility case study
| Autor: | González Díaz, Alberto |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Elèctrica, Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA), Espinar, Carlos Miguel, Montesinos Miracle, Daniel |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: |
Energies::Energia hidràulica::Centrals hidràuliques [Àrees temàtiques de la UPC]
generador síncrono excentricidad eccentricity Kaplan turbine anàlisi d'elements finits Turbines hidràuliques -- Dinàmica de fluids -- Models matemàtics finite element analysis Rotors -- Dynamics -- Computer simulation Rotors -- Dinàmica -- Simulació per ordinador excentricitat Enginyeria mecànica::Motors::Turbines [Àrees temàtiques de la UPC] Hydraulic turbines -- Fluid dynamics -- Mathematical models hydropower energia hidroelèctrica synchronous generator generador síncron energía hidroeléctrica análisis de elementos finitos turbina Kaplan |
| Popis: | El present treball de fi de màster té com a objectiu l'anàlisi del moviment excèntric del rotor d'un generador elèctric d'una central hidroelèctrica. Per això, es prendrà com a cas d'estudi el generador de la instal·lació Porjus que forma part del projecte Horizon 2020 AFC4Hydro. En primer lloc, es realitzarà una recerca profunda sobre l'estat de l'art dels moviments excèntrics en els rotors de màquines elèctriques en la seva particular aplicació en generadors utilitzats en centrals hidroelèctriques. Prenent com a referència aquesta recerca, es realitzarà una anàlisi de simulació utilitzant el programari Ansys Maxwell amb la finalitat de proporcionar una demostració pràctica. Aquesta tesi de fi de màster proposarà una recerca numèrica per a obtenir els resultats del moviment d'excentricitat del rotor degut a una força particular aplicada a la turbina. Aquests resultats s’obtindran a través d'una simulació electromagnètica del generador elèctric d'una turbina Kaplan de 10 MW. Per això, es realitzarà una anàlisi d'elements finits, basat en models mitjançant l'eina Ansys Maxwell, on els resultats electromagnètics mostraran com els debanaments de l'estator actuen com a filtres, atenuant els efectes d'excentricitat sobre els paràmetres elèctrics com poden ser els enllaços de flux o voltatge induït. No obstant això, aquesta tesi mostrarà que paràmetres com el parell motor, la força i la densitat de flux magnètic són útils per a identificar el moviment d'excentricitat en les màquines elèctriques El presente trabajo de fin de master tiene como objetivo el análisis del movimiento excéntrico del rotor de un generador eléctrico de una central hidroeléctrica. Para ello, se va a tomar como caso de estudio el generador de la instalación Porjus que forma parte del proyecto Horizonte 2020 AFC4Hydro. Por tanto, en primer lugar, se realizará una investigación profunda sobre el estado del arte de los movimientos excéntricos en los rotores de máquinas eléctricas en su particular aplicación en generadores utilizados en centrales hidroeléctricas. Tomando como referencia esta investigación, se realizará un análisis de simulación utilizando el software Ansys Maxwell con el fin de proporcionar una demostración práctica de este tema. Esta tesis de fin de master propondrá una investigación numérica para obtener los resultados del movimiento de excentricidad del rotor debido a una fuerza particular aplicada en la turbina a través de una simulación electromagnética del generador eléctrico de una turbina Kaplan de 10 MW. Para ello, se realizará un análisis de elementos finitos, basado en modelos de la herramienta Ansys Maxwell, donde los resultados electromagnéticos mostrarán cómo los devanados del estator actúan como filtros, atenuando los efectos de excentricidad sobre los parámetros eléctricos como pueden ser los enlaces de flujo o voltaje inducido. Sin embargo, esta tesis mostrará que parámetros como el par motor, la fuerza y la densidad de flujo magnético son útiles para identificar el movimiento de excentricidad en las máquinas eléctricas This thesis targets the eccentricity movement analysis of hydropower electric generator’s rotor taking as case study the Porjus Facility generator as part of the Horizon 2020 project AFC4Hydro. In consequence, first, deep research on eccentricity movement state of the art in application to generators used in hydropower plants will be performed. Taking as a reference this research, a simulation analysis will be performed by using Ansys Maxwell software in order to provide a practical demonstration of this topic. This thesis will propose a numerical investigation in order to get the results of the rotor eccentricity movement due to a particular force applied in the turbine through an electromagnetic simulation of the electric generator of a 10 MW Kaplan turbine. A Finite Element Analysis, based on Ansys Maxwell models, will be built for this intention where the electromagnetic results will show how the stator windings filters the eccentricity effects over the electrical parameters as the induced voltage or flux linkage waveforms. Nevertheless, this thesis will conclude that parameters such as torque, force and flux density are useful to identify eccentricity movement. As well, a good understanding of how eccentricity affects in the behaviour of electric generators operation will be presented |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|