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.     

铜转子三相异步电动机温度场流场耦合分析

研发了一台应用在石油顶驱钻井设备的强迫风冷铜转子三相异步电机,首创了无机座设计、定子铁心轭部开通风孔、定子绕组端部环氧树脂密封、采用焊接铜条鼠笼转子等关键技术,满足了电机在频繁起停、过载、盐雾等工况下,对电机温升的苛刻要求。建立了温度场流场流固耦合模型,分析了电机额定负载工况下的各零件稳态温度分布以及瞬态温度随时间变化趋势。仿真计算和温升试验结果表明,沿电机的轴线方向,中后段位置温度较高,没有局部过热点。试验验证了建立的温度场流场耦合模型和仿真结果的合理性,温升满足电机H级要求。在耦合模型的基础上,分析了风道入口压力和定子铁心通风孔径变化对电机温升的影响,为改进电机冷却结构提供理论基础。     

轴向和径向通风冷却电机温度分布的比较

电机制造的新发展,显示出优先采用纯轴向通风的趋势。采用这种通风方式,与径向通风相比,铁心、机壳和转轴可以缩短,绕组用铜量减小,铁心制造工艺简化,但绕组和铁心沿轴向的温度分布不均匀。试验表明,单     

牵引电机轴向空冷通风冷却温度场分析

重型装备尤其是采矿、农业、施工和材料处理行业使用的机器,其复杂性正在迅速提升,永磁材料和电机制造技术的进步,永磁无刷直流电机的功率密度不断提高。这意味着电机的电磁负载不断增加,热负载急剧上升,电机的热设计变得越来越重要。本文以某大型矿用电动车轮牵引电机为例,基于流体力学以及传热学理论,结合电机通轴向风性能以及结构特点,建立了电机三维流动与传热耦合求解的有限元模型;并给出基本假设与相应的边界条件,通过计算电机内部的电磁场和温度场,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,不需要假定模型之间的换热系数边界条件,能够获得更加精确的温升及冷却结果。在此基础上,分析了不同工况下的电机温度场。这种新的分析方法将有助于电机的散热优化设计,为更大功率的电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。     

采用径、轴向混合通风发电机定转子绕组温度分布

对采用径，轴向混合通风系统发电机的定转子通风结构，建立积分形式热传导方程，给出了混合边界的求解区域，并构造出非线性节点热流方程组，以解算发电机定转子绕组温度分布和最热点位置。     

开槽实心转子电机磁场及性能分析

在转子表面轴向开槽可以改善实心转子异步电机的起动性能。通过三维有限元法研究实心转子异步电机的电磁性能,可以充分考虑铁心饱和、端部效应和磁场轴向分布等因素,与样机实验数据比较,验证了三维有限元仿真建模的正确性和准确性。基于三维有限元模型的分析,得到转子开槽个数和深度对实心转子电机电磁性能的影响,说明了合理的开槽可以有效提高电机的起动转矩,研究结果能够为该类电机的优化设计提供依据。     

某新型空冷汽轮发电机转子通风方式的流场分析

某空冷汽轮发电机转子冷却风道采用了新型通风方式。为得到该新型通风方式流场特性,建立了该汽轮发电机转子半轴向段单槽通风道整体结构模型;依据计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)原理,采用有限体积法,计算得到转子端部、轴向及副槽通风道内速度、压力与流量分布特点;利用单节距副槽三维温度场模型计算转子温升,计算结果与实验数据相符,验证了模拟计算的准确性。结果表明,弧段风道流动阻力由风扇压头克服,副槽风道流动阻力由旋转科氏力克服,该新型通风方式有利于减小轴向温差。     

转子轴向通风孔对高压感应电机性能的影响

为了有效降低电机温升对空空冷却方式的高压感应电机转子轭部开轴向通风孔,但原来基于磁路的算法计算出的电机铁耗、功率因数、额定电流等电磁性能与实际偏差较大;针对此问题提出基于有限元的场—路—运动耦合分析方法,以YXKK355-4、355 kW电机为例,利用电机的基本数学模型和实际的物理模型,对不同通风方式的电机建模,分析电机谐波磁场、气隙磁密等电磁参数;基于有限元的方式改进了传统三项式计算铁耗的模型,得到与试验值相近的结果;最后,基于轴向通风孔对转子磁场影响的分析结果,给出一种改进型通风孔的方案,为今后转子轴向通风孔设计提供理论依据。     

三峡电厂水轮发电机通风模型转子流场测量

本文通过介绍三峡电厂通风模型的设计及研究,重点介绍了转子流场测量方法、测试系统原理和实验中的实际操作方法,总结了这一技术应用中的一些经验教训及三峡模型转子流场测量所得到的一些规律。目前这一方法在国内处于领先水平,在水轮发电机新产品开发中有一定的实用价值。     

异步电动机起动时的轴向温度场计算

介绍一种新的(?)三维方法。用这种方法可计算异步电动机起动时的轴向温度场分布。该法能简化三维瞬态温度场的计算并节省计算时间。它还可用来计算起动时导条和端环的温升,具有足够的精度。一般来说,用这种方法计算的温升与试验值是吻合的。     

实心磁极同步电动机转子温度场计算

本文根据传热学原理建立了实心转子同步电动机转子稳态过程三维温度场的计算数学模型,给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件,根据电磁分析确定了各部分的损耗分布.以某型同步电动机为例,采用三维有限元法计算了实心转子的温度场,计算结果与实测结果相接近.仿真结果对电机通风系统的设计、运行和监测提供了理论依据.     

定子轴向通风孔对三相异步牵引电机温度场的影响

以一台大功率机车用异步牵引电机为例,根据传热理论,给出相应的求解域和数学模型。利用有限元法,计算了稳态运行的温度场,得到定子轴向通风孔不同孔距和孔径对电机温度场的影响,并对结果进行分析,得到一些有益的结论。     

复合笼条转子感应电动机温度场计算及相关性分析

建立电机定子绕组等效热模型,通过对电机定转子之间气隙热传递关系的确定,给出了定转子之间的热交换问题的解决方法。以此为基础,建立复合笼条转子感应电动机(induction motor with compound cage rotor,IMCCR)电磁场和全域温度场二维有限元模型,通过电磁场与温度场的单向弱耦合,计算电机额定负载和不同负载时电机定转子全域稳态温度场,分析定子绕组温度及转子槽的温度,通过与实验结果的对比,验证了该电机温度场计算模型的合理性以及计算结果的正确性。研究转子槽中使用不同电阻率和磁导率材料时的电机温度场,分析不同材料特性对电机温度场分布的影响,对指导电机的优化设计具有重要意义。     

汽轮发电机副槽通风转子槽部温度场计算

本文介绍用有限元法求解电机转子槽部稳态三维温度场的方法,并对300MW汽轮发电机氢内冷转子的槽部温度进行计算。分析计算表明:有副槽的轴向-径向通风内冷转子槽部轴向温度可以分段,以一个径向通风孔段为单元进行计算和研究。本文以300MW转子槽部温度最高的一段温度分布为例进行计算。     

水冷感应电机不同运行状态下的稳态温度场分析

针对微型电动车用电机额定电流大导致的温升高问题,建立水冷感应电机三维稳态温度场有限元模型.计算了电机额定负载运行温升稳定时,定、转子的温度分布;计算不同负载运行时电机定子轭部及绕组温度变化.由分析结果可见,温升稳定后,转子导条温度最高,转子区域温升高于定子区域;随着电机运行转矩、转速的增加,电机各部分温升随之增大.搭建了电机温升实验平台,所得实验结果与数值计算结果对比,验证了所建模型的合理性.     

基于有限元法的永磁直流电机三维稳态温度场分析

永磁直流电机在实际运行中由于各种损耗而引起发热问题,影响电机的可靠性及寿命。本文分析并推导了电机的等效热源,计算了定、转子各端面的散热系数,使用有限元软件ANSYS建立了永磁直流电机的三维有限元模型,对永磁直流电机进行三维温度场仿真,得到了电机额定状态下的温度分布。将仿真结果与热像仪测试数据进行比较,验证了仿真方法的有效性,为永磁直流电机的可靠性分析奠定了基础。     

基于耦合场的中型高压异步电动机转子温度场的数值计算

以YKK400-6,690kW中型高压异步电动机为例,根据流体力学和传热学理论及求解传热问题的能量方程,建立了电机转子的三维数学模型和物理模型,给出相应的基本假设和边界条件,采用有限体积法对流体场和温度场控制方程进行耦合求解,计算出了高压异步电动机转子径向通风沟内流体速度与温度,电机转子的温度场分布.对计算结果进行分析...     

特种异步电机转子温度场的计算

本文针对定子采用蒸发冷却方式的大型异步电机建立了转子三维温度场的计算模型,并以一台样机为实例,计算了两种通风方式(不带风扇和一端风扇)下转子和端环的温度分布,为大型特种异步电机的通风结构选择提供依据.     

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。