【摘 要】
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兆瓦级高压感应电机因其容量大、经济性能良好等优点,已经广泛应用于各能源领域。大部分兆瓦级高压感应电动机的风路为封闭式结构,转子侧热量源于转子导条与转子铁心的双重叠加,且转子侧与电机冷却介质接触面积较小,故相对于电机整体而言,其转子侧发热较为严重。因此,如何在电机有限的空间中合理的降低电磁损耗以及合理设计电机冷却结构,提升兆瓦级感应电机的散热能力,对电机的稳定运行具有重要的意义。论文以一台3550k
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兆瓦级高压感应电机因其容量大、经济性能良好等优点,已经广泛应用于各能源领域。大部分兆瓦级高压感应电动机的风路为封闭式结构,转子侧热量源于转子导条与转子铁心的双重叠加,且转子侧与电机冷却介质接触面积较小,故相对于电机整体而言,其转子侧发热较为严重。因此,如何在电机有限的空间中合理的降低电磁损耗以及合理设计电机冷却结构,提升兆瓦级感应电机的散热能力,对电机的稳定运行具有重要的意义。论文以一台3550k W/10kV的三相两极高压感应电动机为研究对象,对兆瓦级高压感应电机进行电磁损耗及发热抑制分析。从电机电磁理论出发,结合电机电磁结构参数,建立电机的有限元仿真模型,分析额定工况下电机损耗分布特性,通过比较仿真与实验监测结果验证模型建立的准确性,并在此基础上研究不同气隙、转子材料下,对电机电磁性能及电磁损耗的影响。为研究兆瓦级高压电机流体流动规律与传热过程,论文从流体网络理论出发,建立电机三维流固耦合模型,其中包括电机定转子、风扇、气隙、背部风室等。在考虑时效性与准确性的前提下,对电机绕组进行合理简化,并将整体模型进行轴向切割,截取1/8流固耦合域作为该文的求解模型。以风扇侧平均风速为求解域边界条件,对电机流体场与温度场求解,分析电机流体场与温度场分布规律,经仿真与实验对比验证简化模型的准确性,并确定电机转子侧温升过高的影响因素。通过对原电机流体场与温度场模拟仿真,对电机的温升分布的影响因素进行分析讨论。以电机风扇结构、气隙、转子导条材料为变量,通过对比不同方案下电机转子侧温升分布,选取有效的降低转子侧温升的方案,最终为工程样机转子温升抑制提供参考。
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