大功率风力发电机转子温度场数值仿真

本文以一台1.5MW双馈风力发电机为例,研究发电机转子内流体流动与传热问题。根据发电机通风结构与传热的特点,建立转子1/8区域的三维求解模型,并采用CFD技术对求解域进行耦合求解,得出发电机转子内流体流动特点和温升分布规律。     

空冷汽轮发电机多工况下定子热性能分析

根据大型空冷汽轮发电机不同工况下的运行性能以及发电机通风结构的特点,建立了发电机定子三维流体场与固体相耦合的温度场求解模型.通过给定相应的边界条件,采用有限体积元法分别对发电机额定、超发以及欠发等不同工况下的定子三维温度场进行了数值求解,并且对不同运行工况下发电机定子内的传热特性进行了详细地分析,明确了大型空冷汽轮发电...     

兆瓦级风力发电机在极限工况下流体场与温度场数值分析

针对风力发电机在恶劣环境下温度升高、严重影响电机安全运行和使用寿命问题,笔者以1台在高海拔地区运行的水冷双馈风力发电机为研究对象,研究了其在极限工况下流体流动和电机传热特性。依据流体流动和电机传热特点,在基本假设条件下建立发电机求解域模型,根据风力发电机所处的特殊环境和运行状况对求解域边界进行设置。借助于CFD技术对发电机内三维流体场和温度场进行耦合求解,得出了电机内流体流动特性和温升分布规律。该规律可为使用在高海拔地区的发电机设计和安全运行提供指导建议。     

1.5MW风力发电机传热特性分析

我国是世界上风电产业发展最快的国家之一,然而随着风力发电场单机容量的增加,发电机的电磁负荷以及损耗也日趋增加,电机温升也大幅度地提高,严重影响风力发电机的寿命和安全运行.以1.5MW风力发电机为例,研究发电机内流体流动与传热问题.根据发电机基本结构、流体流动与传热的特点,建立三维求解模型,并采用有限体积法进行求解,得出...     

大型同步发电机定子主绝缘结构优化热性能分析

大型同步发电机的绝缘减薄问题是对发电机进行研究的一个重要方面,本文着重研究了由于主绝缘的减薄所导致的股线涡流损耗的变化;采用有限体积法对定子径向沟内的流体场进行了数值计算,得出径向通风沟内不同位置处的流体速度,并由此计算出表面散热系数.此外建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型,采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算,将求解结果和试验值进行了比较.最终讨论了由于绝缘减薄对发电机定子三维温度场造成的影响.     

多风路空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热耦合计算与分析

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立了定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度以及电机各部分温度的空间分布特性进行分析,并将耦合场计算结果与实测结果进行比较分析,为多风路大型电机综合物理场的准确计算提供理论依据.     

发电机内部冷却气流状态对定子温度场的影响

由于大型同步发电机运行状况以及结构的复杂性，定子径向通风沟内冷却流体的流动状态对定子温度场的分布有显著的影响。根据流体力学理论，推导了定子径向通风沟内二维流体运动的微分方程，给出了求解域和相应的边界条件及假设条件，采用有限体积法对流体场进行了计算，并且对冷却气体以不同的入射角度入射时径向通风沟内流场流速的分布进行了比较；建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型，给出了求解域的边界条件以及各部分的损耗，针对上述流体场分布的不同情况，采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算；将计算结果与实测值进行了比较，得出了一些有益的结论。     

双馈风力发电机三维温度场耦合计算与分析

根据流体力学以及传热学理论,阐明了流体与固体耦合直接求解温度场的数学关系.基于1.5MW双馈风力发电机电磁结构、通风结构和冷却方式,并结合电机内流体流动与传热特点,以发电机周向1/8区域作为求解域.采用有限体积元法对发电机内流体场和温度场进行耦合求解,并对求解结果进行了详细的数值分析.得出冷却空气在流通区域速度和流量分布规律;在此基础上,研究了电机温升分布规律及传热特性;将计算的结果与实测数据对比,验证了计算结果的正确性.     

大型发电机定子径向通风沟流体流动特性研究

大型发电机定子径向通风沟内流体流动形态是决定定子通风冷却效果的重要因素之一,对其进行研究具有一定的意义。从流体力学基本理论出发,确立了流体流动的微分方程,进而分别建立了通风沟内具有绕流性物体以及无绕流性物体的求解模型,并给出相应的求解条件,采用有限体积元法对通风沟内的流体场进行了数值求解,并且对通风沟内有无绕流性物体的流体流动特性进行了对比研究,明确了在两种不同流通结构下流体流动的特性区别,得出了一些有益的结论,为大型发电机定子传热特性的研究奠定理论基础。     

3MW双馈风力发电机传热特性数值研究

随着风力发电机容量的增加,电磁负荷不断提高,电机的发热问题成为影响机组性能和经济指标的主要因素之一。为了解决该难题,以一台3MW双馈风力发电机为例,根据流体力学以及传热学理论,结合发电机通风性能以及结构特点,建立了发电机三维流动与传热耦合求解的数学模型与物理模型;并给出基本假设与相应的边界条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算。最后,对发电机内部的流体流动性能、传热特性以及发电机定转子铁心、定转子绕组以及绝缘的温升分布进行了分析,得到端部气体流动不规律以及二次冷却热能力较强等,为更大容量风力发电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。     

永磁风力发电机流体流动及传热性能数值研究

随着风力发电机容量增加,电磁负荷不断增加,发电机温升计算以及冷却介质流动分析的重要性不容忽视.针对发电机内部温升分布不均、流体流动复杂的问题,以计算流体力学(CFD)和传热学为理论基础,根据2.5 MW永磁风力发电机通风系统结构和传热特点,建立全域三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条...     

发电机通风系统流场及转子温度场分析

针对电机温度场与通风系统流场间的耦合问题,依据流体力学和热传导理论,建立了某电站700kW灯泡贯流式水轮发电机的通风系统流场及转子温度场的三维有限元模型.采用有限元分析方法,分析了通风系统的流场,获得了通风系统压降和流体流速的分布,进而得到各表面的散热系数,并结合电机各部分损耗热源的计算,分析了发电机的转子温度场分布.结果表明:在满足风机流量下的电机通风压降为464 Pa,与实际运行时的实测数据483 Pa基本吻合;转子温度在其设计的绝缘容许温度范围内,且有足够裕度.     

3MW永磁风力发电机内部传热特性研究

由于风力发电机的容量增加,发电机的通风结构和损耗分布也变得越来越复杂,电机的温升设计成为关键问题之一.为了解决这一难题,本文根据流体力学以及传热学理论,阐明了流体与固体耦合直接求解温度场的数学关系.并且以一台3MW大型永磁风力发电机为例,结合发电机通风性能以及结构特点,在基本假设的基础上,建立了发电机三维定转子温度场物理模型.通过给出相应的边界条件,采用有限体积元法对发电机内部的温度场进行了数值计算.最后对发电机内部的传热特性以及温升分布进行了详细地分析,为发电机结构优化以及更大容量风力发电机的温升设计提供了理论依据     

永磁风力发电机通风系统计算与热分析

永磁风力发电机的通风发热综合计算可以指导发电机及其冷却系统设计,并准确地得到发电机各部件的温升及其分布。采用计算流体力学(CFD)法进行通风系统计算,采用等效热网络法进行热计算。通过通风系统计算得到发电机内冷却空气流量分配、风速分布及风压降。通风计算结果为外加风机的选型提供了依据。根据发电机内风速分布确定发电机各部件的对流散热系数,并将其作为热计算的边界条件,通过热计算得到发电机各部件的温升值。     

发电机内部流体流动与定子热性能数值分析

大型发电机内部流体流动状态决定了电机内温度分布以及温度极值。在建立大型发电机定子径向通风沟内流体流动二维计算模型以及电机内温度场计算模型的基础上,分别采用有限体积元法和有限元法对电机内的流体场以及温度场进行计算,并对流体流动与定子热性能进行数值分析,指出不同流体流动状态下定子温度的分布特性。     

异步风力发电机流动与传热分析及优化设计

为了研究兆瓦级风力发电机内部流体流动与传热特性,以1台异步风力发电机为研究对象,基于计算流体力学(CFD)与数值传热学(NHT)基本原理,采用有限体积法对发电机进行整机建模,对流场与温度场进行数值计算。通过与试验数据的对比分析,验证了计算方法的正确性与准确性。对发电机内部流场温度场进行了分析,获得兆瓦级风力发电机冷却介质流动特性。最后,对发电机通风道布置方案下进行了优化,有效降低了发电机热点温升。