混合定子铁心再制造电机三维温度场分析

针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合定子不同材料段铁耗;建立了混合定子铁心再制造电机热网络模型,利用等效热网络法计算得到节点温度;计算了混合定子铁心轴向生热率,利用定子铁心按损耗分布加载的精确温度场仿真方法对再制造电机和原电机的温度场分布进行研究,得到了再制造电机的温度分布规律,并分析了原因。制造了混合定子铁心再制造电机样机并进行了温升实验,验证了计算结果的正确性。     

基于等效热网络法和CFD法高速永磁同步电机热计算研究

针对高速永磁同步电机的温度场计算准确性问题,采用等效热网络法和流固耦合的数值方法,对一台水冷非晶合金定子电机进行了热计算。建立了电机的流固耦合模型,考虑电机内空气温度分布不均匀对密度、比热容、动力粘度以及导热系数的影响。基于最小二乘法原理,得到了空气物理属性随温度变化的表达式,对电机内空气施加变温物理属性,并与恒温下电机内空气恒定物理属性的温度场计算结果和转子外表面的空气摩擦损耗计算结果进行对比分析。结果表明：对机内空气施加变温物理属性后,转子高温区域面积增加,温升计算值更接近实际,并且转子外表面空气摩擦损耗降低了4.0%。最后,搭建了样机温升实验平台进行温升实验,验证了等效热网络和流固耦合法计算结果的准确性。     

葛洲坝二江水电站发电机增容改造可行性研究

为研究葛洲坝二江水电站发电机增容改造的可行性,应用网络法和温度场的计算方法详细分析了机组的通风及定子温升情况,并在现场对5号机进行了通风实验,收集了运行数据。经对比,总风量和线棒温升的计算值与通风实验值和线棒温升折算值比较吻合,线棒温升在安全范围内,该机组可以增容。     

考虑金属电阻温度系数分布效应的电器典型热件等效网络

电器稳定发热计算的等效热网络法,为结构复杂及场路混合的电器热设计提供了一种高效准确的有效途径,以往的热网络计算中采用热件平均温升下对应的电阻率,并认为是常数,与实际热件的温升分布不相符合,本文提出了考虑金属电阻温度系数效应的网络数学模型,可以更准确方便地计算热件内部的最高温升和热流分布,分析了讨论了不同典型热件的等效热网络间的内在联系和物理意义,进一步完善了电器稳定发热计算等效热网络法的理论体系。     

基于磁热耦合法的电机模型参数计算

基于有限元法与集总热网络法建立电机温升模型,仿真计算电机瞬态温升。针对电机温升模型参数繁多且计算复杂的问题,从损耗分布和热量传递的角度,系统研究了电机的电磁参数和热参数。根据电机的结构参数建立物理模型,通过电磁仿真结合解析计算修正漏感参数,计算配置端部及外壳换热系数,等效处理定转子气隙对流系数,采用磁热耦合法计算温升。通过试验与仿真对比电机主要部位温升,验证了电机参数计算的准确性。     

等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用

轮毂电机温度场的准确计算对于轮毂电机的安全运行和性能提升至关重要。根据一般电动汽车用轮毂电机样机的结构,建立了等效热网络温度场分析模型和3D有限元模型。基于等效热网络法,编写了轮毂电机温度场计算程序,计算了额定工况下的稳态节点温度。通过有限元法,计算了轮毂电机额定工况下的稳态温度场分布和瞬态温升曲线。根据轮毂电机的温升实验,对比分析了两种方法的计算结果,验证了等效热网络分析模型和3D有限元模型的有效性,说明了等效热网络法和有限元法对于轮毂电机温度场计算的适应性和兼容性。     

大型水轮发电机定子温升计算研究

在水轮发电机的设计过程中,温升计算是设计的主要内容之一,它直接关系到电机的出力、效率等性能指标,同时也影响到电机的使用寿命和运行的可靠性。准确的温升计算不仅是制造厂家多年来寻找的目标,也是电机运行部门关注的重要问题之一。因此,对电机内部温升计算方法的研究是十分必要的。以向家坝大型水轮发电机为算例,分别应用网络法和温度场的计算方法计算定子温升,两种方法计算结果基本吻合。     

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。     

不同驱动方式下永磁无刷电动机损耗及热场研究

针对方波和正弦波两种驱动方式对永磁无刷电动机损耗及温升的影响进行了研究,其中方波驱动下对比分析了3种等效电压相同,不同PWM占空比情况下电动机损耗及温升的不同。仿真了2种驱动方式下电动机的电流,并对电流波形进行了谐波分析。采用一种精确的损耗模型对电机进行了损耗计算,并在此基础上利用解析集总参数热网络法进行了温度场分析,实验结果验证了分析结果。通过研究发现,正弦波驱动下电动机的电流为平滑的正弦波,而方波驱动下的电流中存在显著的时间谐波以及PWM型逆变器带来的载波谐波,造成方波驱动下电动机的转子涡流损耗远大于正弦波驱动的。正弦波驱动下,电机的定转子温升差异并不明显。方波驱动下,电动机的转子温升明显高于定子的,并且随着PWM占空比的降低,定转子的温升差异加剧。     

基于热路法的自然冷却永磁同步电机定子温度计算

为获取电机运行时的温升情况,本文使用热路法对一台自然冷却永磁同步电机定子的温度进行计算。在Maxwell中进行二维电磁场仿真,得到电机定子的损耗。将电机定子分为多个部件,使用简化圆筒T型热路模型并结合立方体热路模型搭建各部件的单元模型,在计算各部件的相关热阻后,得到电机定子的热路模型。根据热平衡原理建立温度场线性方程组,求解电机定子的温度。在Fluent中建立电机定子的三维简化模型,给予材料属性、边界条件及其他相关设置后,进行电机稳态温度场仿真。最后对电机进行温升实验,使电机在额定工况下运行至热平衡状态后,进行实验测量。将热路法计算的结果与实验和仿真结果进行对比分析,验证了热路法的正确性。     

三峡水轮发电机全定子非线性热-流体耦合网络模型研究

为了计算水轮发电机水冷定子温度场,提出了基于有限元法计算参数的三峡水轮发电机全定子非线性热-流体耦合网络模型。网络模型中热阻参数均采用有限元法计算发电机三维局部温度模型得到,提高了参数计算准确性。模型计及铜的电阻率和水铜交界面对流换热系数随温度的变化而造成耦合网络方程的非线性。该模型可克服解算定子局部模型时某些边界条件无法确定的问题,同时实现了热网络和流体网络的耦合求解,计算值与实际运行数据基本符合,说明了该模型的正确性和有效性。为研究大型发电机全定子温度场提供了一种新方法。     

大型高压干式潜水电机定子三维温度场有限元分析

本文根据传热学理论,建立了大型潜水电机定子三维温度场的数学模型,给出了潜水电机导热系数及散热系数的计算方法.应用有限元法对潜水电机定子三维温度场进行分析计算,并将结果与实际测量值进行比较,验证了所述方法的正确性和实用性.最后,对潜水电机采用不同绝缘等级时电机定子温度场进行了数字模拟研究,得出了一些十分有益的结论,对潜水...     

矿用直驱永磁电机磁热双向耦合分析

对于矿用直驱电机,因为其转矩密度大、发热量高,同时工况条件存在大量的煤粉,所以在电机设计时准确计算其稳态运行温度尤为重要,首先建立电机等效热网络模型,分析电机热传导与热对流过程的等效热阻与热源,利用Motor-CAD软件建立电机轴向水冷模型,采用有限元法求解电机电磁场,热网络法求解电机温度场,并进行双向耦合迭代,求解出电机稳态运行温度。最终通过样机实验验证电机冷却系统设计的合理性以及磁热双向耦合分析电机温度方法的准确性。     

超导同步电动机温度场计算与分析

为判断高温超导电机超导体及永磁体运行的稳定性,准确计算电机内的温度场十分必要.以全超导样机热性能为研究对象,首先利用时步有限元方法建立二维正弦时变电磁场模型,得到了电机定转子损耗分布.根据传热学原理,通过数值分析给出定子表面散热系数的计算方法.然后计算分析高温超导电机的温度场.通过计算结果与实测数据的对比分析,验证所给...     

采用热路方法和三维有限元方法计算三峡水轮发电机三维热网络热阻参数的研究

为采用三维热网络计算三峡水轮发电机温度场,本文给出了一个单元区域的定子铁心段和定子端部的三维非线性热网络结构,分别采用三维有限元方法和热路方法计算了定子铁心段和定子端部各个节点之间的热阻参数,分析了两种方法对于三维热网络热阻参数计算相对误差,认为热网络的节点之间含有绝缘区域的热阻不适用热路法计算,而应采用三维有限元计算.三峡发电机定子热网络中,有近半数的节点之间含有绝缘区域的热阻.且通过对定子端部绕组三维温度分布的计算表明,场参数三维非线性热网络模型计算值比路参数三维非线性热网络模型计算值与三维有限元模型计算值的更接近.因此,有必要采用三维有限元法计算三维热网络的热阻参数.     

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。     

耦合网络模型和有限元模型计算巨型水轮发电机定子温度场的比较研究

为了研究用耦合网络模型替代有限元模型来节约计算时间和内存空间,该文在建模原理一致的基础上,针对发电机定子铁心段基本单元分别建立了基于有限元法计算参数的非线性热-流体耦合网络模型和基于热-流体耦合单元的三维非线性有限元温度场模型。采用这两种模型计算了多种工况下、多个典型区域的定子铁心段基本单元温度分布,用统计方法对两者计算结果的偏差作对比分析,表明两种模型的温度计算结果是接近的,且基本上都在实测值范围内,说明两种模型的有效性。而前者的计算时间和内存空间比后者大为减少。为求解具有复杂冷却结构的三峡发电机定子温度场提供了一条可行、有效的途径。     

用频域法建立多机电力系统数学模型

用频域法建立发电机、励磁控制系统的动态过程频域数学模型．在考虑了阻尼绕组对电机过渡过程的影响及定子电压方程中的和项的基础上，建立了精确的数学模型。用动态等值导纳矩阵表示某台电机对系统影响的方法，推导出双机拖曳型系统的数学模型。该方法可推广到两机以上的系统，为设计多机系统最优励磁控制器提供了依据。     

基于热网络的异步电机过载保护模型及数字算法

以试验样机为例,依据电机内部不同的发热源将电机分作五部分,即定子铁心和机壳、定子槽绕组、定子绕组端部、转子导条和转子铁心,分别应用集总参数法建立了五阶的热网络分布模型.在保证模型精度的前提下,利用零极点对消法对五阶热模型进行了降阶简化,从而得到了反应电机温升主要特性、精度高、计算简单的低阶热网络模型.对低阶热模型进行离散化,得到了适用于智能电机过载保护继电器的数字算法.     

定子水内冷方式发电机热故障在线监测方法

建立了定子水内冷方式发电机定子绕组的动态温度水力模型,通过推导与计算,得到描述定子绕组动态温度水力模型的解析表达式。用径向基函数(RBF)神经网络对模型参数进行辨识,求取了单调连续2个负荷之间定子线棒温度的过渡时间,以此作为监测发电机运行状况的判据。通过对某电厂一台600MW汽轮发电机进行计算,证明了该方法的正确性。用这种方法进行热故障在线监测最大的优点是不受定子线棒温度延迟时间的影响,具有较大的实用价值。