紧凑型高压异步电机三维流体场分析及温度场仿真计算

为研究10 kV紧凑型异步电机额定工况运行时,内、外双风扇作用下电机内的流体流动状况以及电机各部件的温度分布情况,采用流体场与温度场耦合的方法建立电机三维散热模型,并对内外风扇以及转子自力性扇叶周围空气建立旋转气域模型。将电磁场有限元仿真计算得到的绕组铜耗、定子铁心损耗、转子铝耗等作为热源,在计算流体力学理论分析的基础上,对电机温度场作出合理的基本假设并给出相应的边界条件,通过流热耦合仿真计算得到电机在双风扇随轴转动情况下电机内外流体场中流体流动及电机各部件温度的空间分布特征。仿真结果表明,电机温度最大值位于转子绕组中部,定子绕组温度最大值为113 ℃,满足F级绝缘要求;内风扇工作时可以有效降低定、转子温度。     

电厂空冷塔内外压力场与温度场分析

对侧风条件下空冷塔内外的空气动力场进行了数值模拟,分析了塔外速度分布、压力分布,并与相应条件下理想流体圆柱绕流的情况进行了比较。计算结果显示了不同侧风风速条件下空冷换热器水温降沿周向的变化以及塔内温度分布的变化,指明了侧风影响空冷塔运行的主要部位和特点。     

高速永磁电机流体场与温度场的计算分析

为了研究中小型高速永磁电机内部流体场与温度场分布规律,以一台15k W,30000r/min内置式高速永磁电机为例,基于计算流体力学和传热学理论建立了三维流体场与温度场的物理模型,应用有限体积法对流体场与温度场进行耦合计算,得到了电机内空气的流动特性与各部件的温度分布规律。针对高速电机运行时转子表面空气摩擦损耗大的问题,基于所建立的3D流体场模型,分析了转子转速、转子表面粗糙度对空气摩擦损耗的影响。研究结果表明,高速永磁电机端腔空气的流动性差,加之空气摩擦损耗的影响,导致转子温升较高,且转子转速、转子表面粗糙度对空气摩擦损耗有着重要影响。     

高海拔用风力发电机流体场与温度场的计算分析

以一台高海拔用双馈风力发电机为研究对象,在基本假设的基础上,建立了发电机内流体场以及温度场相耦合的求解模型,根据给定的边界条件及电机内传热的基本特性,采用有限体积元法对发电机内的多元温度场进行求解。通过数值计算分析了发电机内部的流体场流变特性以及传热特点,并以平原地区的实验数据为依据,验证了温度场数值计算的合理性和准确性。最后,将高海拔地区的电机温升计算结果与采用不同标准获得的温升结果进行对比,进一步佐证了温度场计算的精确性,并且有效缩减了标准范围,为发电机在高海拔地区安全运行和设计提供理论依据。     

汽轮发电机定子流体场和温度场耦合计算与分析

掌握汽轮发电机中的温度分布对电机冷却系统的优化设计和可靠运行都是非常必要的。在水氢氢冷却的大型汽轮发电机中,存在两种冷却介质和两套冷却系统,其流体流动与传热较复杂。根据其冷却系统内流体流动与传热的特点,建立了定子整个轴向长度范围内流体流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,采用有限体积法对流体场和温度场进行耦合计算,得到了定子本体中详细的温度分布数值及过热点的位置,给出了流体的速度分布图以及定子各部分的温度分布图。详细分析了氢气、冷却水、定子铁心、定子绕组等各部分的温度分布情况。将耦合场计算结果与现场实测数据进行比较,表明了模型和计算方法的正确性。其结论可对水氢氢冷却汽轮发电机的冷却系统设计与实际运行提供理论依据。     

空冷汽轮发电机转子温度场计算研究

针对国内各制造厂家对汽轮发电机转子温度分布的研究仍停留在平均温升的阶段,总结了在空冷汽轮发电机各部分风量分配及风温变化的前提下,以135Mw汽轮发电机转子为算例,从场的角度研究计算电机温升。从而为更大容量的空冷汽轮发电机的发展和研究提供有价值的通风冷却技术。     

氦冷异步电机定转子全域温度场分析

以氦冷异步电机定转子全域为研究对象,运用数值方法计算各位置热源密度,建立了该电机通风结构3D计算模型,基于流体力学和工程热力学原理,采用流固耦合方法对电机温度场进行计算分析。得到了氦冷电机在氦气环境下运行的温度场分布。结果表明:氦气冷却性能较好,电机上下端部处为其主要发热源,计算结果为冷却设计优化提供理论依据。     

防爆型高功率密度电机温度场与流体场综合计算

根据对防爆型高功率密度电机额定运行状态的分析,建立其传热数学物理模型。通过电机气隙流体场计算给出了气隙换热面的表面散热系数,借此用有限元法对电机温度场进行了模拟;模拟结果与实验结果对比,两者能够很好地吻合,说明该传热模型可以真实有效地反映实际传热过程。根据计算结果分析电机的温度场分布规律,找出额定工作时温升最大的位置作为监控点,其结果可以为电机热控制的优化提供理论依据。     

中型异步电机振动测量及分析

电机的振动和噪声是考核电机质量的综合指标之一,它与电机的设计参数、制造工艺、零部件的加工质量都有关系。下面就在现场测试中怎样来判断起作用的主要因素问题,介绍几年来实际工作情况。一、测试方法问题电机的振动和噪声与其运行的安装方式及其基础有直接的关系,为了使测量得到较高的重复性和可比较的数据,必须保证电机有统一的测试条件,因此不论在国际标准还是国家标准中除了规定允许的限值外还规定     

永磁力矩电动机流体场分析与温升计算

利用流热耦合场对力矩电动机的温升进行了研究。着重研究机座表面散热系数对水冷电机通水和不通水状态温升的影响,通过循环迭代法获得不通水状态电机机座表面散热系数。通过试验验证,该方法获得的散热系数较接近电机实际散热能力。文章研究了不同冷却水温对该电机散热情况的影响,为该类电机设计时初始水温的选取和电机散热条件的改善提供参考。     

高压电机内部流体场计算与分析

通过有限元分析软件采用场路结合的方法对电机内部流体场进行分块计算和分析,得出了气流在电机定子通风道内的分布情况,通过改变定子通风槽钢位置来改变气流走向及改变转子通风道上的通风槽钢分布情况,从而优化出更加合理的通风结构来提高电机的换热,降低电机温升.     

扁平型直线异步电机温度场的计算与分析

提出了扁平型直线异步电机温度场的二维计算模型。确定了直线电机中不同材料的导热系数和表面换热系数。考虑了瞬态温度场计算时直线电机绕组端部的影响，分别计算了初级槽部和初级铁心等效单元体的密度以及比热容。在此基础上利用有限元分析软件ANSYS计算了直线电机运行在短时定额下的温度场。     

扁平型直线异步电机温度场的计算与分析

提出了扁平型直线异步电机温度场的二维计算模型。确定了直线电机中不同材料的导热系数和表面换热系数。考虑了瞬态温度场计算时直线电机绕组端部的影响,分别计算了初级槽部和初级铁心等效单元体的密度以及比热容。在此基础上利用有限元分析软件ANSYS计算了直线电机运行在短时定额下的温度场。     

圆筒型直线感应电动机温度场的有限元计算

用伽辽金有限元法计算了往复运动的圆筒型直线感应电动机的动态温度场。在计算中,考虑了材料的电阻率及导热系数在动态过程中的变化。计算结果与试验结果吻合较好。     

混合式步进电动机磁场计算

用有限元方法，计算出五相混合式进电动机齿层部分磁场参数；用场路结合的方法，给出了该种电机的磁网络模型，分析电机齿形尺寸，永磁体尺寸以及转子铁芯长度对电机转矩的影响，计算结果与实测值较吻合，表明该分析方法有效。     

基于流体多组分传输的气体绝缘母线温度场数值计算与分析

气体绝缘母线的工作状态与其散热性能以及温升直接相关。建立了有限元模型计算母线导体焦耳热损耗以及外壳涡流损耗,根据流体力学理论,采用流体多组分传输模型计算母线流场与温度场分布。利用单元映射方法实现涡流场、流场以及温度场的间接耦合,综合考虑母线与其内部绝缘气温度变化特性。针对分相封闭母线及共相封闭母线两种不同母线结构稳态与瞬态温度场进行数值计算,分析了母线与气体及外部空气边界的对流与辐射换热效应、流体物性参数随温度变化特性。针对分相封闭母线及共相封闭母线两种不同母线结构稳态与瞬态温度场进行数值计算,分析了母线与气体交界面对流与辐射换热量的比例关系、传热系数分布以及母线温升随电力负荷与时间的变化过程。通过对比计算结果与传统工程算法、单组分分析方法以及实验结果,验证了该模型的正确性。     

基于温度流体场耦合的油浸式变压器热点温度计算*

提出了一种10 kV油浸式变压器热点温度的三维温度流体场耦合分析方法,仿真中考虑变压器内部金属结构件对绕组热点温度的影响,利用变压器空载试验和负载试验确定变压器内部总损耗,基于有限体积法,对变压器温度流体场进行计算,进而获取变压器绕组热点温度.绕组热点温度计算结果与预埋光纤测温系统的变压器温升试验结果相吻合,最大误差不超过3℃,验证了该方法的有效性和准确性.