紧凑型中型高压电动机冷却风路优化设计分析.docx

工程硕士学位论文
紧凑型中型高压电动机冷却风路优化设计
硕士研究生:姬冰玉导 师:孟大伟申请学位级别:工程硕士学科、专业:电气工程
所 在单位:电气与电子工程学院答 辩日期:2015 年 3 月授予学位单位:哈尔滨理工大学
Dissertation for the Master Degree in Engineering
Optimization Design of The Cooling System pact Motors with High-Voltage
Candidate: Ji Bingyu
Supervisor: Meng Dawei Academic Degree Applied for:Master of Engineering Speciality: Electrical Engineering
Date of Oral Examination: March, 2015
University: Herbin University of Science and Technology
哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《紧凑型中型高压电动机冷却风路优化设计》, 是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承
担。
作者签名: 姬冰玉 日期: 20115 年 3 月 30 日
哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书
《紧凑型中型高压电动机冷却风路优化设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。
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作者签名:姬冰玉 日期: 2015 年 3 月 30 日
导师签名:孟大伟 日期: 2015 年 3 月 30 日
紧凑型中型高压电动机冷却风路优化设计
摘 要
近年来,电机冷却器的使用随着大容量空冷电机的不断涌现也变得越来越普遍。目前,国内对冷却器的研究还多以实验为主,利用数值模拟分析的时候较少。数值分析法有很多优点值得利用和发展。而就冷却器来讲,对冷却器的研究采取流体场和温度场相耦合的计算方法,既可以准确获了解冷却器内部温度场和流体场的分布状况,也可以为以后的分析和优化奠定基础; 并且还可以节约电机成本,缩短制造周期。
本文选取紧凑型 YJKK500-4、2500kW 中型高压异步电动机为参考样机,并依据计算流体力学和数值传热学理论,对电机冷却系统进行建模计算。因为整个冷却系统结构复杂,没有办法对其进行整体建模,因此本文根据电机冷却系统的结构特点,将整个冷却系统划分为外风扇和冷却器两个区域, 并用合理的边界条件将两部分联系起来。分别对外风扇和冷却器两个区域内流体场和传热情况进行分析,然后计算出外风扇与冷却器的特性曲线,并在此基础上,对外风扇和冷却器的内部结构进行优化,再通过数值计算来验证优化方案,计算结果证明优化后的冷却系统效率更高,散热能力更强。优化电机冷却系统的优化可以为以后制造高效、大容量的电机提供新方法和新理论。
关键词高压异步电动机;外风扇;空气冷却器;流体场;耦合场
Optimization Design of The Cooling System pact Motors with High-Voltage
Abstract
In resent years, with the high power air-cooling motors emerged in a large amount, the coolers e more and more widespread to be used in motors. It takes experiments as a main way to study the cooler in our country at present, but the way of numerical simulation was taken rarely. However, the numerical analysis method has many advantages, so it is