随着发电机额定电压等级的不断提高,对大电机绝缘系统提出了更高的要求,要求在保证发电机优异的电气和机械性能的基础上,尽可能减小发电机的体积。发电机定子线圈端部电场分布极不均匀,容易发生电晕放电,提高定子线圈端部的损耗密度,破坏发电机主绝缘,降低定子线棒的使用寿命,限制发电机容量的提高。本文利用PTC Creo三维建模软件,建立了发电机定子线圈端部三维模型。利用仿真软件COMSOL Multiphysics对发电机定子线圈端部防晕层的损耗进行数值仿真分析,系统研究防晕层结构、扭转角度、搭接长度以及非线性系数等因素对定子线圈端部防晕层损耗的影响。仿真计算可知有扭转角度的防晕层与无扭转角度的防晕层相比,损耗最大值较大而损耗平均值较小,损耗最大值出现在中低阻搭接部位的窄边棱角处;同等条件下,三层防晕结构的表面损耗最大值和平均值都小于两层防晕结构;当扭转角度为17.5°到30°时,随扭转角度的增加,防晕层损耗最大值先下降后上升,防晕层损耗的平均值不断下降,扭转角度为22.5°时,表面损耗最小,防晕效果理想;搭接结构可以避免相邻两段防晕层电阻过渡不良,当搭接长度为25mm时,防晕层损耗最大值和损耗平均值都较小,防晕工艺及效果最佳;非线性系数对防晕层损耗的影响主要取决于第一段防晕层的非线性系数,若非线性系数过小,防晕效果不理想,若非线性系数过大,高阻末端容易发生闪络放电,防晕层损耗增大,当非线性系数为1时,防晕效果最好。以发电机定子线圈端部损耗的仿真分析为依据,希望能找到一种理想的非线性防晕材料,使防晕材料的非线性系数满足防晕条件,降低定子线圈的端部损耗。本文分别以纯环氧树脂和O-MMT/环氧树脂为基漆,以目数为400目的碳化硅为填料,采用熔融共混法分别制备了碳化硅/环氧树脂非线性防晕漆以及碳化硅-有机化蒙脱土/环氧树脂非线性防晕漆,其中有机化蒙脱土的含量为2wt%~5wt%。实验研究了碳化硅含量和蒙脱土含量对碳化硅非线性防晕漆的防晕参数的影响。通过实验可知,随碳化硅含量的升高防晕漆电阻率降低,非线性系数升高;有机化蒙脱土含量的升高可以提高防晕漆的非线性系数,对防晕漆电阻率的影响较小。