通過(guò)ANSYS軟件中Fluent模塊,對(duì)某6.3MW大型感應(yīng)交流發(fā)電機(jī)流體場(chǎng)及溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析。模擬結(jié)果顯示使用蝸殼式直葉片內(nèi)冷卻扇的原電機(jī)冷卻系統(tǒng),電機(jī)腔體內(nèi)冷卻空氣流動(dòng)易受電機(jī)流道結(jié)構(gòu)及繞組部件阻擋,使得冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)通風(fēng)量偏小,零部件換熱效率較低等問(wèn)題。基于降低電機(jī)軸消耗功率及提高冷卻系統(tǒng)換熱效率的優(yōu)化思路,提出使用軸流式內(nèi)冷卻扇的冷卻系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)比分析優(yōu)化前、后的系統(tǒng)內(nèi)冷卻扇效率、系統(tǒng)通風(fēng)量、主要發(fā)熱部件溫度分布及內(nèi)冷卻扇局部區(qū)域流場(chǎng)等計(jì)算數(shù)據(jù),得出使用軸流式內(nèi)冷卻扇的冷卻系統(tǒng)更符合該電機(jī)的流道結(jié)構(gòu)并具有更優(yōu)的換熱性能。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2020,(07)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

發(fā)電機(jī)模型以及冷卻系統(tǒng)示意圖

左側(cè)為電機(jī)原冷卻系統(tǒng)所使用蝸殼式直葉片內(nèi)冷卻扇，扇輪由輪盤(pán)、輪蓋和12個(gè)葉片組成，冷卻扇隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)在輪盤(pán)中心造成負(fù)壓，致使外部的相對(duì)的高壓冷卻空氣從擋板空氣吸入口流入，經(jīng)冷卻扇加速后送至轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽入口，如圖2所示。右側(cè)為優(yōu)化改型后的軸流式內(nèi)冷卻扇，扇輪由輪轂和另外9個(gè)同翼型葉片組成，安裝于軸兩端隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。冷卻空氣從系統(tǒng)吸入口流入，經(jīng)冷卻扇加速后直接送入轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽進(jìn)口。轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸和內(nèi)冷卻扇轉(zhuǎn)速為1487r/min，空氣溫度設(shè)定為20°C，大氣壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101325Pa。定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯均分為13段，每段軸向長(zhǎng)度為52mm，徑向通風(fēng)槽26個(gè)，通風(fēng)槽軸向長(zhǎng)度6mm。通過(guò)對(duì)感應(yīng)電機(jī)電磁計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到電機(jī)主要部件耗損分布，如表1所示。

定子鐵芯、銅線繞組及轉(zhuǎn)子鐵芯三個(gè)電機(jī)主要發(fā)熱部件的表壁溫度分布圖，如圖3所示。發(fā)電機(jī)發(fā)熱部件的主要溫度參數(shù)對(duì)比，如表2所示。(1）定子鐵芯上溫降最大位置位于鐵芯內(nèi)壁和通風(fēng)槽內(nèi)壁處，低溫降部分集中分布在與空腔連接的外壁上部。認(rèn)為是冷空氣受電機(jī)流道和外殼結(jié)構(gòu)的影響，上部通風(fēng)槽內(nèi)空氣進(jìn)入空腔后速度迅速降低，造成外壁上部熱量不能有效帶走。（2）繞組部件整體溫度分布平均且溫降較低，最大溫降位于繞組兩端。繞組部件溫度較高原因是，該繞組結(jié)構(gòu)難以與其他部件及擋板形成有效流道，致使冷空氣難以流經(jīng)繞組進(jìn)行換熱。（3）轉(zhuǎn)子整體溫降最大，其內(nèi)壁、通風(fēng)槽及外壁均得到較好冷卻。溫降最大值位于通風(fēng)槽出口，而部件兩端位置溫度較高，認(rèn)為是內(nèi)冷卻扇流出空氣只有少量流經(jīng)轉(zhuǎn)子兩端，且該區(qū)域沒(méi)有形成有效的流通流道，空氣流通紊亂至使得兩端溫降較低。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3570246