异步电动机定子全域三维温度场物理模型简化研究

提出建立全封闭风扇冷却电机定子全域三维温度场模型的新思路。理论分析和实际测量相结合来确定散热系数,合理处理了槽内绕组与槽绝缘之间复杂的散热过程,建立端部绕组的有限元计算模型,从而建立全封闭风扇冷却电机定子全域三维温度模型。应用该模型计算了电机额定负载时定子的稳态温度场,以及最高温度点温度随时间变化的规律。实验结果验证了该电机温度场计算模型的合理性和计算结果的准确性。为准确进行电动机热保护提供了依据。     

基于ThermNet直线电机的温度场研究

针对直线电机的温升问题,根据传热学的基本理论,建立了特种直线电机的定子槽部导热模型,确定了定子槽部导热系数以及电机定子表面的散热系数。以此为基础,用有限元分析软件Therm Net建立了电机瞬态温度场仿真模型,对直线电机的进行长时及周期工作制下温度场计算,经过仿真计算结果与实验数据分析对比,得出了该特种直线电机运行时的温度场情况,验证了直线电机温度场仿真模型和计算方法的合理性,为此类特种直线电机的设计、制造及应用提供了有效帮助。     

异步牵引电动机定子温度场的计算与分析

根据异步牵引电动机的结构特点,给出了定子绕组等效导热系数的计算方法,计算了气隙和散热翅的对流换热系数,并以一台异步牵引电动机为例,建立了定子二维温度场的泛函方程,应用Ansys有限元软件计算了异步牵引电动机在空载和额定负载运行状态时的温度场.仿真结果与实际测量值进行比较,验证了所采用计算模型及方法的合理性,为准确计算异步牵引电动机定子温度场提供帮助,得出一些有益的结论.     

多回路高压电缆群稳态温度场建模与分析

为解决多回路电缆群温度场计算问题,以220kV高压电缆为研究对象,采用有限元法建立多回路电缆群稳态温度场的磁热耦合计算模型,计算得到多回路电缆群的电磁损耗和温度场分布结果,经与IEC60287标准计算结果对比,验证了模型有效性,并结合仿真模型,探讨了空气温度、土壤热阻系数等各种因素对多回路电缆群温度场分布的影响,为电缆群运行维护提供了参考。     

计及物理参数随温度变化时螺管电磁铁温度场和瞬态热路的仿真分析

建立了螺管电磁铁的温度场模型。考虑到发热功率及散热系数为温度的函数 ,采用寻优方法计算温度场。通过对温度场的分析建立电磁铁的瞬态热路数学模型 ,研究了电磁铁中热的流动。与温度场的计算结果进行对比 ,并用实验加以验证。     

屏蔽电机定子温度场的数值计算与分析

以一台15kW屏蔽电机为例,根据其结构特点建立了定子绕组散下线时新的温度场计算模型,给出了屏蔽夹层通水时的屏蔽套表面散热系数。在此基础上建立了电机槽部和端部模型,进而确定了温度场计算的二维和三维计算模型。通过把温度场数值计算的结果与实测数据相对比,验证了所建模型的合理性,为小型屏蔽电机的温度场计算提供帮助。通过对屏蔽电机二维和三维的温度场计算,研究了温度在轴向、周向分布规律,为该类电机的优化设计提供了参考。     

高压湿式潜水电机转子三维温度场分析

为了更准确地研究高压湿式潜水电机的温度场分布情况,以3150kW、6kv高压潜水电机为例进行分析。建立了潜水电机转子三维温度场的物理模型和计算模型。考虑潜水电机冷却系统的特殊性,转子散热表面采用分段的方法加载散热系数。以电磁计算得到的损耗为热源,利用有限元软件对电机进行了温度场计算,并将计算结果与实测测量值和采用传统方法施加散热系数得到的温度场进行了比较,验证了该方法的准确性,为利用有限元法求解电机温度场时散热系数的加载提供了新的方法。     

大容量高速永磁电机热流场仿真及参数敏感性分析

建立电机三维热流场模型,基于流固耦合法,计算大容量高速永磁电机温度场。通过样机温升试验,验证了仿真模型正确性。在此基础上选取导热系数这一影响温度场重要因素作为研究对象,通过控制其在合理范围变化,分析电机温度场对各部件导热系数的敏感性程度。结果为以后高速永磁电机温度场仿真中导热系数的确定提供了参考。     

感应电机运行时的定子温度场分析与计算

根据中小型电机的结构特点,给出了定子绕组等效导热系数的计算方法,计算了气隙和散热翅的对流换热系数,并以一台小型感应电机为例,建立了定子二维温度场的泛函方程,采用有限元法计算了空载和额定负载运行时电机的温度场.通过把数值计算的结果与实测值进行比较,验证了所采用计算模型及方法的合理性,为准确计算中小型感应电机定子温度场提供了帮助,得出一些有益的结论.     

屏蔽电机定子温度场的数值计算与分析

以一台15kW屏蔽电机为例，根据其结构特点建立了定子绕组散下线时新的温度场计算模型，给出了屏蔽夹层通水时的屏蔽套表面散热系数。在此基础上建立了电机槽部和端部模型，进而确定了温度场计算的二维和三维计算模型。通过把温度场数值计算的结果与实测数据相对比，验证了所建模型的合理性，为小型屏蔽电机的温度场计算提供帮助。通过对屏蔽电机二维和三维的温度场计算，研究了温度在轴向、周向分布规律，为该类电机的优化设计提供了参考。     

电力电缆热分布数值计算的应用研究

按照电力电缆的结构特点和运行热稳定特性,建立了三相电力电缆热分布的数值仿真模型,采用控制容积积分法对交联聚乙烯电缆内部热场进行计算,研究结果和所开发的计算仿真软件能够准确给出电缆截面的热分布图,对电缆绝缘设计和绝缘热击穿诊断是有价值的。     

基于热路模型的变压器绕组热点定位研究

针对油浸式变压器建立了一种高压绕组外侧分布式热路模型,实现了对绕组热点的定位。并对变压器内部温度分布进行了仿真研究,通过仿真结果与所建热路模型计算结果的对比,验证了所建热路模型的有效性。     

大型汽轮发电机端部三维温度场研究

本文建立了汽轮发电机端部温度场数学模型，应用传热学理论就有关散热系数、等效热传导系数以及发电机压圈水管温度分布等问题作了研究。本文以ＱＦＳ－３００－２型发电机为例，计算了二台机组十多个工况的端部温度场分布，每一结果都与实测结果十分吻合。本文通过温度场的计算，首次给出含端部温升限制条件的发电机安全运行Ｐ－Ｑ容量图。本文最后还研究了不同冷却方案时的端部温度场分布，为进一步改进汽轮发电机端部结构设计提供     

大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型,计算三维涡流场,得到磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律;将焦耳热作为热源,通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.实验结果验证了计算模型的准确性.在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律,对设计大电流开关柜有参考价值.     

多流程循环流化床锅炉热力计算方法研究

由于多流程循环流化床锅炉炉膛中颗粒运动、燃烧和传热过程的实验结果和工业数据较为缺乏,因此有必要对多流程循环流化床锅炉的炉膛热力计算进行详细研究。根据多流程循环流化床锅炉的特点,推荐了适用于多流程循环流化床锅炉的分离器效率、燃烧份额和传热系数的计算方法,建立了以物料平衡、能量平衡为主的多流程循环流化床锅炉热力计算模型。利用建立的热力计算模型对一台在用的多流程循环流化床锅炉进行了计算,得到了炉内的物料分布、温度分布和热量分布规律。计算结果与该锅炉的工业测试数据的对比分析结果表明了热力计算结果符合锅炉实际运行情况。面向工程应用建立了一种多流程循环流化床锅炉的热力计算方法,可以为工业锅炉设计与改造提供理论指导。     

采用混合单元的汽轮发电机定子 温度场的分析与计算

为了提高大型汽轮发电机温度场计算的精度,提出采用混合单元(混合坐标系)计算电机温度场的方法。根据传热学和流体力学的基本原理,建立汽轮发电机定子三维温度场的数学模型;采用热平衡原理对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理,形成电机的等效热网络。给出采用混合单元对电机进行网格划分的方法,并推导了不同坐标系下热导的求解方法,进而给出采用等效热网络方法求解定子温度场的非线型方程组。将其应用于一台QFSN-200-2型汽轮发电机定子温度场的计算,并将计算结果与实测值进行了比较,结果表明所提出的方法是正确可行的。     

基于ANSYS的开关电源变压器热模拟研究

开关电源变压器是开关电源中重要的热源之一,对其进行研究在提高开关电源变压器的可靠性和加快研制周期方面起着重要的作用。利用ANSYS软件建立了一种开关电源变压器的三维模型,并对该模型进行了热模拟,所得结果对开关电源变压器的热设计具有一定的指导意义。     

轴向通风双馈异步发电机的温度场计算

为了实现双馈异步发电机通风冷却的优化设计,根据电机内通风系统流体流动的特点及电机定转子热量产生与传递的规律,建立了全域通风与温度的三维等效物理模型,给出了模型的边界条件,并利用有限体积法对方程进行求解,得到了额定运行情况下各风道内流量与流速的分布情况,以及定子、转子、机座水套等各截面的温度场分布,将计算结果与试验值进行了对比分析,证明了计算方法的合理性。结果表明,机座水套能够有效降低定子轭及绕组的温度,相比之下,转子绕组温度偏高,应进一步优化提高机座冷却器换热能力及系统通风能力。     

An Improved Dynamic Thermal Circuit Model for Transformers and its Application to Evaluate Capacity Increase

The thermal circuit model is widely used in the estimation of transformer temperature, especially the hot-spot temperature which is extremely challenging to be acquired. In this paper, a dynamic thermal circuit model for calculating the transformer internal temperatures is established considering actual operating conditions and environmental factors synthetically. In our model, load losses are calculated according to the operation currents and the tap positions, while the effects of sunshine and wind are reflected in thermal resistances. The parameter-estimation methods are also analyzed to solve the problem of information incompleteness in practice. To implement and verify the dynamic thermal circuit, the real-time loss and cooling thermal resistance of a transformer are calculated first. Then, the hot-spot temperature based on the average oil temperature is calculated for a period of 24 hr. The calculated results were compared with the temperature-rise test result and practically measured data. The comparison shows that the estimation accuracy of the proposed model is satisfactory. The model is then used to evaluate the feasibility of increasing operating capacity and the maximum safe load factor for a long-term operation.     

钠硫储能电池保温层二次优化设计

保温层的设计对保证钠硫电池处于最佳运行状态至关重要。为了解决一维热传导模型结果与实验值相差过大的问题,基于三维导热理论模型,采用有限元软件ANSYS Workbench建立了保温层实体模型,数值模拟了各层保温材料的温度分布情况,并提出了一种钠硫电池保温结构二次优化设计方案。结果表明:采用三维模型的计算结果与实验值较接近;优化保温层材料与结构后,保温结构厚度缩减了37.5%,且最外层温度明显减低。实验结果可为储能电池保温结构的二次优化设计提供技术参考。