大型異步電機通風冷卻系統三維計算分析

李倩倩

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海 200240)

0 引言

電機市場對高轉速、大容量的機組需求日益增加，而電機通風冷卻系統的設計一直是需要攻克的核心難題[1]。目前，電機采用空-空冷卻器的比較多，冷卻器外風路的流動空氣帶走電機內風路中電機產生的熱量，影響電機冷卻的關鍵在于準確計算通風以及合理分配風量。

電機著名專家丁樹業提出電機內繞流物性的概念，并采用有限體積元法對單風路電機內部繞流問題進行了研究，將仿真結果與實驗結果進行對比分析，解決了電機內部徑向散熱系數問題，但電機內部整體風量分配問題依然沒有解決[2]。文獻[3]根據電機內部冷卻氣體流動情況以及空氣動力學基礎知識提出了等效風路網絡計算方法，適用于異步電動機，對復雜風路計算問題提供了較為簡便的解決方法。文獻[4]將定轉子的相互作用全面考慮進來，將整個電機作為一個整體，并且以電機端部的離心風扇作為入口邊界條件，定子上端風道作為出口邊界條件，對電機進行三維仿真，得出了計算結果與實驗數據相吻合的結論。此文獻只是將電機進行整體建模并對其進行簡單仿真與實驗結果進行對比，并未對電機結構進行優化對比。國外也有大量專家對電機風路進行了研究。如文獻[5]對電機內通風產生的渦流情況進行了數值計算。文獻[6]將定轉子之間的氣隙作為靜止狀態進行求解，給出了相應的導熱系數。……