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空空冷却电机损耗与温升的计算研究

张振海  
【摘要】:空空冷却电机以冷却系统简单,运行、维护方便的优势,受到广泛的应用。随着空冷电机单机容量不断增加,热负荷也相应提高,直接影响电机的使用寿命和运行的可靠性,因此空空冷却电机的发热和冷却问题的研究对电机的安全运行和优化设计具有重要意义。 本文以一台2500kW空空冷却异步电机为例,研究了空空冷却电机的温度场分布。为了能够准确获得空空冷却电机温升大小,首先根据空空冷却电机的电磁场分布对空空冷却电机的电磁损耗进行了计算与分析,进而得到电机各部分的损耗;其次从流体力学理论出发,结合该电机的通风系统结构,建立了电机的十二分之一计算模型,利用FLUNET软件计算了空空冷却电机的流体场;最后对电机进行流体场和温度场耦合计算。对比分析了电机齿轭部分开加载和齿轭部整体加载对电机温升的影响,结果表明,电机齿轭部分开加载比电机整体加载最高温升低4.5K。研究了电机空载运行与负载运行时电机温升分布,电机负载运行与电机空载运行时相比,电机最高温升高出了23.46%。计算了电机不同入口处风速对电机温升的影响,随着入口风速的增加,电机温升降低的速率变缓,入口处风速越高,电机温升越低。分析了电机不同杂散损耗对电机温升的影响,随着杂散损耗的增加,电机最大温升近似线性的增加,杂散损耗从0.5%增加到2.0%时,电机最大温升增加了36.15%。


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