浸润式混合强迫内冷的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场的仿真分析
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理论与设计采用强迫风冷的压缩机用永磁电机三维温度场分析高俊1孙晓明2王谨1于占洋11沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心(110870)2沈阳鼓风机集团通风装备科技有限公司(211169 )Analysis on Three-dimensional Temperature Fieldof the PM Motor by Forced Air Cooling Used in CompressorsGAO Jun' SUNXiaoming2WANG Jin' YU Zhanyang11Shenyang University of Technology,National Engineering Research Center for REPM Electrical Machines2 Shenyang Blower Group Ventilation Equipment Technology Co.,Ltd.摘要:对一台采用强迫风冷的压缩机用内置式永 磁同步电机的三维温度场进行建模和分析。
首先,根据 永磁电机的设计参数,对气隙导热系数进行了等效计算;在此基础上,根据散热风扇的流量计算出永磁电机 机壳表面的风流速.进而得到不间型号风扇作用下电机 机壳边界处的散热系数。
最后,基于有限元仿真对电机 的三维温度场进行了计算,对不同风速冷却下电机的温 度场分布情况进行了分析。
关键词:强迫风冷压缩机用永磁同步电机三维温度场有限元仿真中图分类号:T M351文献标识码:ADOI 编码:10.3969/j.issn.l006-2807.2020.06.004Abstract: Taking an interior permanent magnet synchronous motor by forced air cooling used in compressors as researched subject, model o f the three-dimensional temperature field is established and analyzed. First, co-efficiency of thermal conductivity of the air gap is calculated equivalently in accordance with design parameters of the PM Motor. And then, based above foundation, wind velocity over the motor housing surface is calculated according to flow volume of the cooling fan, so as to achieve the different co-efficiency of heat dissipation at boundary of motor housing corresponding to operation of the different models of the fan. Finally, the three-dimensional temperature field of the motor is calculated based on finite element simulation, the temperature field distribution of the motor is analyzed.Keywords: forced air cooling PMSM used in compressors three-dimensional temperature field finite element simulation随着对永磁材料和永磁电机的不断研究和开发,调速永磁电机被越来越广泛地应用于空气 压缩机中。
紧凑型高压异步电机三维流体场分析及温度场仿真计算近年来,紧凑型高压异步电机在工业生产中得到了广泛应用。
为了确保电机的安全运行和性能稳定,对其三维流体场分析和温度场进行仿真计算是非常重要的。
本文将对紧凑型高压异步电机的三维流体场分析和温度场仿真计算进行详细阐述。
首先,我们需要了解紧凑型高压异步电机的结构和工作原理。
紧凑型高压异步电机由定子和转子两部分组成。
定子是由线圈绕制而成的,线圈之间通过绝缘层隔开。
转子是由永磁体和铁芯构成的。
当电机通电时,定子产生的磁场会与转子上的永磁体产生相互作用,从而产生转矩输出。
接下来,我们需要进行三维流体场分析。
由于紧凑型高压异步电机内部空间狭小,气流的流动受到限制,因此三维流体场分析非常重要。
我们可以使用计算流体力学(CFD)软件对电机内部流动情况进行模拟和分析。
首先,我们需要建立电机的几何模型,并指定流体和边界条件。
然后,通过求解流体的连续性方程、动量方程和能量方程,可以得到电机内部的气流分布情况。
通过分析气流速度、压力和流动方向等参数,我们可以评估电机内部的流动状况,进而优化设计和改进。
同时,我们还需要进行温度场的仿真计算。
在电机运行过程中,由于电流的通过和线圈的电阻,会产生大量的热量。
这些热量需要通过散热方式来保持电机的温度在安全范围内。
为了评估电机的散热性能,我们可以通过仿真计算得到电机内部的温度分布情况。
我们可以将电机的材料属性、电流大小、环境温度等参数输入到热传导方程中,通过求解得到电机内部各个位置的温度分布情况。
通过分析温度变化趋势和热量传递路径,我们可以判断电机的散热情况是否合理,进而优化电机结构和散热设计。
综上所述,对紧凑型高压异步电机进行三维流体场分析和温度场仿真计算是非常重要的。
通过这些分析和计算,我们可以评估电机的性能和散热情况,进而优化设计和改进,确保电机的安全运行和性能稳定。
希望本文对读者对紧凑型高压异步电机的三维流体场分析和温度场仿真计算有所帮助。
研究与开发大型汽轮发电机定子绕组三维模型建立及模态分析吴东东李娟(北京信息科技大学自动化学院,北京 100192)摘要本文针对大型汽轮发电机定子的结构复杂性,在定子端部渐开线三维模型建立的基础上,通过Pro/E建立汽轮机定子绕组模型,包括渐开线端部绕组模型、定子绕组直线段以及压板等结构的建立和装配。
并且通过Pro/E与ANSYS良好连接性,把建立的模型导入ANSYS中,进行了上层线棒和定子线棒整体装配结构的模态分析,为之后进行端部绕组及定子绕组的电磁振动等研究提供依据。
关键词:定子绕组;Pro/E;ANSYS;模态分析The establishment and the modal analysis of the three-dimensional modal of the stator winding of large turbo generatorWu Dongdong Li Juan(Beijing Information Science & Technology University, College of Automation, Beijing 100192)Abstract For the structural complexity of large turbine generator stator, on the basis of the three-dimensional model of the stator end involute, the turbine stator winding model was established in Pro/E: including the establishment of winding model of the involute end, the line segment of the stator winding and the pressing plates, then the stator winding and pressing plates are assembled.The article carries out the modal analysis of upper winding-bar and the assembly structures of stator line rod by the good connectivity of Pro/E and ANSYS, therefore providing the basis for the studying of electromagn-etic vibration of the end winding and stator winding afterwords.Keywords:stator winding; Pro/E; ANSYS; modal analysis发电机单机容量的增加,使得发电机的振动问题愈加凸显。
潜油电机定子三维温度场分析与计算潜油电机定子三维温度场分析与计算温嘉斌,张蔓(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨150040)COMPUTING ON AND THREE-DIMENSIONAL TEMPERATURE FIELD OF THESUBMERSIBLE MOTOR STATORWEN Jia-bin,ZHANG Man(School of Electrical and Electronics Engineering,Harbin university of science and technology, Harbin, 150040,China) ABSTRACT: According to the analysis of the rating operating state of a submersible motor, the mathematical and physical model for translating heat of the motor is established. Through electromagnetic field calculation. The stator loss is taken. The temperature field of motor is simulated by finite element method. By comparing the temperature caculated by other methods. The model is verified that it can really represent the practical heat transfer process. The distribution law of temperature field is analyzed according to the calculating result and the position of maximum temperature rise of motor at rating operation is taken as the monitoring point.The result of it can provide theoretical foundation for the optimization of thermal control of motor.KEY WORDS:Submersible motor; stator; three-dimension temperature fields摘要:根据对潜油电机额定运行状态的分析,建立其传热数学物理模型。
330MW蒸发冷却汽轮发电机冷却技术的特点及性能国建鸿;顾国彪;傅德平;黄德书【摘要】我国大型发电机蒸发冷却技术的研发已有60多年的历史,近年来实现了由实验室试验研究阶段向工业化、商品化应用的转变.本文以300MW量级蒸发冷却汽轮发电机为研究对象,讲述了蒸发冷却汽轮发电机的特点,并依据两相流与传热理论,采用有限元法对定子三维温度场进行数值计算,给出了在发电机温度场求解域中的温度分布规律.并以此为依据完成了样机设计和制造,将计算结果与样机型式试验结果进行比较,表明浸泡在蒸发冷却介质中的电机定子绕组层间最高温升低于42K,铁心温升最高15K,远低于汽轮发电机冷却技术要求的温升限制,说明300MW 级汽轮发电机应用蒸发冷却技术是可行的.也验证了仿真计算的准确性,为以后同类型更大容量电机设计提供了理论依据.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2013(028)003【总页数】6页(P134-139)【关键词】汽轮发电机;自循环;蒸发冷却;相变换热【作者】国建鸿;顾国彪;傅德平;黄德书【作者单位】中国科学院电工研究所北京 100080;中国科学院电工研究所北京100080;中国科学院电工研究所北京 100080;上海汽轮发电机有限公司上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM3511 引言随着电网的容量愈来愈大,发电设备逐步迈向巨型化,如汽轮发电机已达到百万千瓦级,发电设备传统的冷却技术受到严峻的挑战,人们在优化设计、提高工艺的同时,通过尝试各种冷却组合,改变冷却介质形成各式各样的冷却方式。
可以说发电机单机容量的增加,电机冷却技术的提高是关键技术之一。
汽轮发电机所采用的冷却方式包括空冷、氢冷、水冷、油冷及蒸发冷却[1-4]。
空冷、氢冷、水冷技术均为早期国外引进技术后优化设计,是很成熟技术,为解决水内冷、氢冷存在的安全隐患问题,同时继承液冷方式有效带走热能的优点,美、日、俄等国相继开展了将相变原理应用于大型发电设备中的研究,并取得了一定的理论成果,但至今没有成熟的运行产品。