本文關(guān)鍵詞：27MW凸極電機定轉(zhuǎn)子溫度場及影響因素的研究

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【摘要】：電機的溫升直接關(guān)系到其工作性能及經(jīng)濟指標(biāo),因此,必須建立合理有效的物理模型作為計算域,基于計算流體動力學(xué)(CFD)原理對電機的熱流場進行數(shù)值模擬,分析冷卻介質(zhì)的流動特性、流場及溫度場變化規(guī)律,為同類設(shè)計提供理論指導(dǎo),具有重要實用價值。本文首先以已完成的27MW凸極同步電動機原始方案通風(fēng)冷卻研究為基礎(chǔ),建立整機1/8定轉(zhuǎn)子一體化通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),對該物理模型下的流場進行數(shù)值模擬計算,分析冷卻介質(zhì)的流量分布、流速等特性,得到的數(shù)值計算結(jié)果與工廠給出的計算結(jié)果的相對誤差在15%以內(nèi),滿足要求,說明計算的準(zhǔn)確性;其次,在流體場數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,增加溫度場計算物理模型,定子部分增加19~21號定子線棒等固體部件,轉(zhuǎn)子部分為全部固體部件,對整機1/8定轉(zhuǎn)子一體化系統(tǒng)下溫度場進行數(shù)值模擬計算,計算結(jié)果表明,銅繞組、散熱肋片、極靴、絕緣、繞組等轉(zhuǎn)子部件的溫度均沿軸向逐漸升高;最后,對凸極電機定轉(zhuǎn)子溫度場影響因素進行研究,先將定子固體部分研究對象改為22~24號槽定子線棒,分別對物理模型中定子線棒(選取三個連續(xù)定子槽)沿圓周嵌入鐵心槽位置不同對定子線棒的溫度場影響和轉(zhuǎn)子磁極主絕緣厚度變化及定子鐵心背部空氣出口位置變化時對定轉(zhuǎn)子溫度場的影響進行研究。計算結(jié)果表明,電機內(nèi)轉(zhuǎn)子域主絕緣減薄有利于轉(zhuǎn)子銅繞組冷卻,峰值溫度降低1.6℃;在鐵心段上方均設(shè)置冷卻空氣出口比僅在中心對稱面上方設(shè)置出口的風(fēng)量增加17.05%,銅峰值溫度降低0.66℃,銅繞組體平均溫度降低0.98℃,整體冷卻效果較好。本文所用的研究方法及所得到的計算結(jié)果對大容量凸極電動機通風(fēng)冷卻系統(tǒng)設(shè)計及CFD數(shù)值計算有一定意義。
【關(guān)鍵詞】：凸極同步電動機 定轉(zhuǎn)子 熱流場 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM303.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究目的及意義10-11
• 1.2 凸極電動機通風(fēng)冷卻研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 凸極同步電機簡述18-22
• 2.1 凸極電機結(jié)構(gòu)特點18-19
• 2.2 凸極電機熱源19-20
• 2.2.1 凸極電機的發(fā)熱19
• 2.2.2 凸極電機的冷卻19-20
• 2.3 CFD原理在電機冷卻中的應(yīng)用簡介20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 定子線棒選取位置對溫度場計算結(jié)果的影響22-45
• 3.1 方案提出22-25
• 3.2 物理模型及網(wǎng)格劃分25-32
• 3.2.1 物理模型建立25-29
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分29-32
• 3.3 控制方程及求解條件32-35
• 3.3.1 基本假設(shè)與控制方程32-33
• 3.3.2 求解條件33-35
• 3.4 計算結(jié)果及分析35-44
• 3.4.1 轉(zhuǎn)子溫度場的對比分析36-38
• 3.4.2 定子溫度場的對比分析38-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 變結(jié)構(gòu)方案時定轉(zhuǎn)子一體化熱流場分析45-62
• 4.1 物理模型及網(wǎng)格劃分45-49
• 4.1.1 物理模型建立45-48
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分48-49
• 4.2 計算結(jié)果及分析49-55
• 4.2.1 轉(zhuǎn)子溫度場模擬結(jié)果分析50-52
• 4.2.2 定子溫度場模擬結(jié)果分析52-55
• 4.3 電機空氣出口位置對熱流場的影響55-61
• 4.3.1 流場計算結(jié)果分析55-57
• 4.3.2 定轉(zhuǎn)子溫度場模擬結(jié)果分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-69
• 致謝69

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本文編號：864621