中型高压异步电动机三维温度场计算与分析

摘要

随着国民经济的快速发展,我国电力资源的需求越来越大,高效节能系列电机的开发应用迫在眉睫,高压电机在电机系统中耗能最低,它们的技术发展和产销量直接关系到经济的发展速度。
　　 电机的温升直接影响到电机能否安全有效的运行,并且关系到电机的效率、出力、运行时间、稳定性等性能指标和经济指标,控制好电机的温升也能够延长电机的使用寿命,因此准确的温度场计算十分的必要。对于采用空气冷却的电机,通风沟内流体的研究直接关系到电机温度场计算的准确性。
　　 本文根据流体力学和传热学基本理论,采用数值传热学计算方法,以YKK400-6、690kW中型高压异步电动机为例,根据电机通风结构的特点,分别建立电机转子、定子的三维数学模型和物理模型,给出建立相应模型的基本假设。计算了电机运行时产生的各项损耗值,作为热源加载到电机模型当中。给出计算区域的各类边界条件,计算了模型局部界面的散热系数,采用有限体积法对流体场和温度场控制方程进行耦合求解。计算出了高压异步电动机径向通风沟内冷却气体的流动情况,温度变化状况,电机定、转子的温度场分布云图。对计算结果进行了分析,得出一些有益的结论。并且与实测结果进行对比,验证了耦合算法的优越性。研究结果表明:采用流体场和温度场耦合的算法,能够了解通风沟内冷却气体复杂的流动情况,计算出电机的温度场更加准确。