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.     

石墨烯复合绝缘结构的轮毂电机定子散热能力研究

轮毂电机的效率和稳定性对新能源汽车的品质起着决定性的作用.轮毂电机工作空间紧凑,温升直接决定着轮毂电机的工作效率及寿命,因此研究轮毂电机的散热能力至关重要.以75 kW外转子轮毂电机为例,建立了电机三维物理模型,对该轮毂电机额定工况下的损耗和发热量进行了计算,并计算出轮毂电机各部分的导热系数及换热系数.对比了3种环氧树脂复合材料的导热性能以及电气绝缘性能,最终选定了氧化铝@石墨烯/环氧树脂复合材料作为本文研究电机的绝缘结构材料.对比分析了绝缘结构分别采用普通绝缘材料以及石墨烯复合绝缘材料的定子温度分布,通过对定子铁心关键位置特征点温度分布的提取,揭示了两种材料条件下轮毂电机各特征点沿轴向温度分布规律,研究表明:石墨烯复合材料能够显著增强轮毂电机定子散热能力.     

热管冷却电机

全封闭式电机的损耗热,从产生的部位(如转子绕组)传向散热外壳表面,热路上存在着较大的径向温度梯度。其“内部热导率”是很低的。而铁心槽处热量的导出尤为不利。为了使电机温升不超过绝缘耐热等级的温度极限,人们非常重视电机散热能力。考虑到电机的成本及效率,不一定能采用较高级的绝缘材料来提高绕组温度。近来,人们试用蒸发及冷凝的方法,即所谓热管的方法来冷却电机。通过适当选择管壁材料及工作液,热管温度范围能满足实     

带电清扫变压器散热器积污的新方法

<正>油浸式变压器运行时,其内部绕组、铁心等部件会产生一定的损耗和热量。变压器油的比热容大,传导和对流使靠近铁心和绕组的油温上升,造成变压器绕组、铁心、油箱壁和油面温度升高。变压器油温的高低直接影响到其内部绕组绝缘材料的寿命,因此,必须保持变压器散热器的散热条件良好,将温升控制在允许的范围内,保证变压器稳定运行。     

用密封管试验法研究漆包线与浸渍漆的相容性

在确定电机绝缘结构以前,有必要选择一下绝缘材料,尤其是漆包线与浸渍漆的适当组合,以免引起由于诸材料间物理或化学或两者兼有的反应而产生的绝缘性能下降的现象,以致影响电机的可靠性和寿命,这就要做所谓相容性试验。由于电机寿命命热应力(运行温度),环境应力(温度,腐蚀性气体,灰尘等等)以及机械应力(膨胀,振动,电磁力、脉冲应力)等有关,所以研究相容性的试验方法也各不相同,确定相容与否的指标也应不同的试验方法而异。我们根据国内绝缘材料的具体情况,参照     

YB2-560-4-1 000 kW-10 kV电机降低温升的研究

温升是保证电机安全可靠运行的重要考核指标,为将电机YB2-560-4-1 000 k W温升由94 K降低到80 K,从电磁负荷及冷却通风两方面分析降低电机温升的方法。考虑到电机的制造成本及材料的利用率,重点分析改变电机冷却通风、加大其散热能力对电机温升的影响及保证电机其他性能合格的条件下此方法的可行性。最终通过加大电机内风扇、外风扇以增大内、外循环风路散热能力的方法,使电机的温升降低到79 K,且电机其余性能均符合要求,达到了降低电机温升的目的。     

采煤机电机定子绕组温度分布试验研究

采煤机电机大都采用外壳水冷式结构,而该类型电机内部温度分布很不均匀。根据以往统计分析,定子绕组是发生故障较多的部位,是一个薄弱环节。因此,电机的可靠性问题很大程度上取决于定子绕组的质量。为了保证电机运行及提高它的使用寿命,有必要探索电机定子绕组的温度分布、最热点温度及部位、分析各部位的发热情况及其内在规律。为进一步改善通风散热条件,改进电机结构及冷却方式,改进电磁设计及热计算等问题,提供了实践依据。     

三相异步电动机杂散损耗对温升的影响

温升是电机的一项重要性能指标,它关系到电机的使用寿命。对如何降低电机温升,各厂作了大量的试验研究工作。除了寻求能耐更高温度的新型绝缘材料外,归纳起来不外二方面,即加强电机的通风冷却(更好地散热)和减少电机损耗(更少地发热)。对封闭式电机来讲属于前者的有:选择定子铁     

高压方波脉冲下的电热老化绝缘寿命模型

采用一种高压脉冲绝缘老化试验系统,模拟变频器对变频调速牵引电机定子绕组绝缘材料——聚酰亚胺薄膜进行脉冲电压幅值-温度、频率-温度和频率-电压联合老化试验,利用一元二参数Weibull分布统计分析了3种老化条件下的绝缘寿命试验数据,提出了脉冲下绝缘材料的电热联合老化寿命模型。     

灯泡贯流式水轮发电机通风系统及定子温度场

为研究电机定子温度场与通风系统流场间的耦合问题,建立了700kW灯泡贯流式水轮发电机的通风系统流场及定子温度场的三维有限元模型,依据流体力学和热传导理论,采用有限元分析方法,分析了通风系统的流场,基于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,结合电机定子各部分损耗热源的计算,分析了发电机的定子温度场分布,并进而考虑了定子外壳防水蚀的不同设计方案对定子温度场的影响.结果表明:在满足风机流量下的电机通风压降计算结果与实际运行时的实测数据基本吻合;定子温度在其设计的绝缘容许温度范围内,并有足够裕度,且宜选择定子支架外表面涂防蚀漆的防水蚀方案.     

电机重复短时过载次数的计算

按照绝缘寿命规则计算电机绝缘损伤。阐明绝缘的累积损伤直至破坏的计算方法。考虑超短时过载运行。温度渐升以及停机冷却温度渐降情况下,温度随时间变化而损伤程度不同,其累积损伤较电机在同时间内连续运行的总损伤小得多。可以计算对比容许的运行次数和真正的直至绝缘破坏的容许运行次数,电机的过载倍数亦可推算。     

在事故情况下,发电机允许过负荷的倍数和时间的关系如何?

答:正常运行时,发电机不允许过负荷。在事故情况下,为了电力系统的稳定和保证对重要用户的供电,才允许短时间过负荷运行。短时间过负荷对电机的绝缘寿命影响不大,这是因为绝缘的老化需要有一定的时间过程,温度升高的时间越短,绝缘材料的损害程度越轻。而且发电机设计时对于温升和绝缘材料耐热能力也都留有一定的裕度。允许过负荷的倍数和时间的关系式如下     

如何合理选用绝缘材料的一些体会

长期以来,在设计工作中,习惯做法往往是设计的电机属何种级别,所选用的绝缘材料结构亦是同一级别,即是E级电机选用E级绝缘材料,B级电机选用D级绝缘材料,以此类推。但事实上,一台电机不同部位的实际运行温度(或温升)并不相同,甚至差异很大。如以我厂生产的全封闭型H级直流电机实测温升为例,见表一。在国标电机基本技术要求中,对各类电机各部位温度或温升限值也各不相同。显     

印制绕组电机的温升试验

众所周知 ,电机损耗不仅使电机效率降低 ,而且使电机发热 ,电机各部件的温度高于周围介质的温度 ,这个高出的温度称为电机的温升。电机损耗越大 ,发热越快 ,温升越高 ,会加速电机的绝缘老化损坏 ,降低电机的使用寿命。电机中各部件的发热大小不同 ,散热能力相差较大 ,即使同一部件各点的温升也是不一样的。印制绕组电机采用轴向永久磁铁 ,磁滞涡流损耗很小 ,发热不严重 ,而且是粘贴在电机外壳内侧 (如图 1所示 ) ,散热条件良好 ,温度不超过 12 0℃ ,对永久磁铁磁性能的影响极小。电机轴承的外圈与电机外壳相连 ,散热情况好 ,轴承的温度也不…     

隐极同步电机转子槽口绝缘固定工艺研究

隐极同步电机转速较高,在起动和运行过程中,由于较高的起动电流和谐波磁通的影响,容易使转子槽口局部过热,影响电机安全运行。为保证转子的可靠性,隐极电动机转子采用机械性能和电性能都比较高的NMN复合纸作为槽绝缘,但NMN相对较硬,这就对槽口绝缘的固定提出了较高的要求,如果固定不好,电机在运行时就会有较大的噪声,进而影响电机的性能。为此电机转子槽口处槽衬、槽楔绑扎固定处不允许出现打结现象,且材料应具有较高的机电性能,使选用的绝缘材料材质较硬,不易粘接。为保证转子槽口处绝缘材料粘接强度、无打结工艺以及浸渍漆的相容性等技术要求,对槽口的封头工艺进行研究,为高压电机转子槽口封头工艺提供了参考。     

高导热绝缘材料及其在电动汽车中的应用

随着电气电子设备向高功率密度化、小型轻量化和高度集成化方向的发展,设备单位体积内所产生的热量急剧增加,热量的不断积累及由此产生的温升会加速绝缘材料的老化失效,极大地降低了电气电子设备运行的可靠性和寿命。提高绝缘材料的热导率是增强电气电子设备散热能力的根本途径。本文重点综述了本征型高导热绝缘材料和填充型高导热材料的研究现状,探讨了高导热绝缘材料在电动汽车电池模块、电机电控、充电桩绝缘散热方面的潜在应用前景。最后对本征型与填充型高导热材料的发展趋势和研究方向进行了展望。     

牵引电机风路结构及温升优化仿真分析

温升是决定牵引电机寿命的主要因素,也是牵引电机设计环节至关重要的一个技术指标,对温升的有效控制体现了牵引电机设计的技术水准。合理的通风散热路径能够有效降低温升,同时还能减小内部风阻、降低静压,从而降低辅机功率需求,达到节能降耗的效果。以一款强迫通风牵引电机的风路结构优化为例,采用Fluent流体仿真技术,对该牵引电机的流体场及温度场进行仿真分析,实现风量分配的合理性,降低静压力及温升。     

工业电机用绝缘材料

电气设备维修的第一个要求是提供快速和有效的服务,使有关设备的停机时间减至最小,其次是修理后必须完全可靠而且经济上合算。待修电机有各种不同的设计,与其采用自动化方式修理,还不如以手工操作方便。例如,已经设计了在各种环境下运行的防火、防滴型E、B、F级的电气设备,这样就出现了包括各种绝缘材料在内的一系列修理问题。直到最近为止,大多数电机均属E级,这表明其最高容许工作温度为120℃。目前的趋势是F级(最热点极限温度为155℃)。     

问与答

问:电机的标准中为什么要规定温升限度? 答:过度发热,是电机损坏最常见的原因。而发热对电机寿命影响最大的,是电机的绝缘材料。绝缘材料在一定的温度下,都有一定的使用寿命。超过这种温度,绝缘材料加速老化,质地变脆,机械强度降低,绝缘能力变差,容易产生电热击穿。     

略谈电机绝缘寿命的概念

一台电机从投入运行到绕组绝缘老化而被击穿能经历多少年?所谓普通电机绝缘寿命为15—20年的含义是什么?有那些因素影响寿命?电机长期在极限温度下使用是否对寿命有影响等等,都是大家所关心和议论的问题。本文拟就这些问题谈谈看法。一、电机绝缘寿命的含义通常所谓电机寿命为15—20年,是总结大量A级和B级绝缘电机在“一般使用条件”的现场运行经验中所获得的统计值。(“一般使用条件”在JB794—66中称“正常运行条件”) “一般使用条件”规定为: (1)周围环境温度不是长期处于最高值,环境条件在一般的大气中。 (2)按日、按月的平均负载往往低于电机的额