兆瓦级实心转子高速感应电动机通风系统分析

兆瓦级实心转子高速感应电动机通风系统分析

论文摘要

针对大容量实心转子高速感应电动机损耗密度大、散热困难的问题,以一台10 MW、10 000 r/min的空冷实心转子感应电动机为例,建立了其整体通风域模型,采用计算流体力学(CFD)方法对"两进一出"的通风结构进行了流体场仿真,并分析了通风系统内气体的分布规律;其次,以通风计算结果作为边界条件,基于流固耦合法对该电机定转子三维流体场和温度场进行了建模与求解,得到了温度分布;在此基础上,提出了一种新的"三进两出"通风结构,降低了该电机的最高温度,并通过有限元分析例证了CFD建模与计算结果的正确性;最后,分析了导风管管径、冷却气体类型、轴流风扇进风量对该电机温升的影响。结果表明,该电机采用三进两出的通风冷却结构散热效果更好,可使最高温度降低3.8℃、定子铁心和定子绕组的最高温度分别下降11.7℃和7.1℃。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 高速感应电动机整机通风计算
  •   1.1 电动机主要参数及通风冷却系统结构
  •   1.2 流体域的数学模型
  •   1.3 流体域物理模型与边界条件
  •   1.4 CFD计算结果
  • 2 流体场与温度场耦合求解
  •   2.1 物理模型与边界条件
  •   2.2 材料属性
  •   2.3 热源激励
  •   2.4 温度场计算结果及其分析
  • 3 通风冷却方案的改进
  •   3.1 通风系统改进
  •   3.2 温升计算结果对比验证
  •   3.3 背部导风管尺寸对最高温度的影响
  •   3.4 冷却气体类型对电动机温度影响
  •   3.5 风量对电动机最高温度的影响
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 韩力,沈超凡,蔡瑞环,周光厚,王超

    关键词: 实心转子高速感应电动机,通风系统,流体场,温度场,计算流体力学

    来源: 电机与控制学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,东方电机有限公司研究试验中心

    基金: 国家“111”计划项目(B08036)

    分类号: TM346

    DOI: 10.15938/j.emc.2019.07.005

    页码: 38-45

    总页数: 8

    文件大小: 2018K

    下载量: 186

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