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空冷及蒸发冷却条件下电机定子温度场研究

叶超  
【摘要】:本文针对汽轮发电机定子在空冷及蒸发冷却条件下的温度分布进行了仿真计算和实验研究。 在仿真方面,对仿真的数值分析方法进行了研究,建立了三维热传导模型,分析讨论了温度场计算过程中边界条件的计算和设置。对三种不同绝缘结构的定子试件,在不同的工况下,进行了温度场仿真计算。在空冷条件下,进行了三维温度场仿真,得到了多组曲线,获得了不同电流密度、不同绝缘结构、不同风速情况下,定子铁芯和绕组绝缘表面的温度分布。在蒸发冷却条件下,对定子进行了二维温度场的仿真计算,并分析了冷却介质F-113的不同液位高度对定子温度分布的影响。 在实验方面,建立了不锈钢套筒模型,在空冷条件下,测得了不同风速时定子表面的温升数据,分析了风速、绝缘厚度、以及电流密度对定子温度场的影响。在蒸发冷却条件下,测得了定子的温度分布,并与空冷的数据进行了对比,可以看出在大电流密度条件下,蒸发冷却技术冷却效果的优势非常明显。 通过本文的研究,更直接地了解了在空冷和蒸发冷却两种冷却方式下,定子的温度分布情况。在工程应用中,可作为选择电机冷却方式的参考。


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