基于流-熱協(xié)同機理的永磁風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著技術(shù)經(jīng)濟指標的提高，風力發(fā)電機組向大容量發(fā)展，電機運行時產(chǎn)生的損耗會顯著增加，引起電機各部分溫升增加而影響電機壽命以及運行可靠性。所以，以電機內(nèi)流體場與溫度場準確計算為基礎，獲得電機最優(yōu)通風結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，從而達到最佳的冷卻效能，是降低電機最高溫升、均衡電機各部件溫差、進而保證發(fā)電機組高效可靠運行的有效途徑。
　　 針對上述問題，本文以一臺2.5MW永磁風力發(fā)電機為例，從計算流體力學以及數(shù)值傳熱學理論出發(fā)，引入流-熱協(xié)同

2、機理，并根據(jù)發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的實體結(jié)構(gòu)建立了三維流體流動與傳熱耦合求解的數(shù)學模型與物理模型，同時給出相應的基本假設及邊界條件，采用有限體積法對發(fā)電機額定運行時流體-溫度耦合場進行了仿真計算，得到了發(fā)電機內(nèi)流體場以及溫度場的三維分布。對于流體場的計算結(jié)果，詳細分析了定、轉(zhuǎn)子徑向風溝內(nèi)流速分布以及各個徑向通風溝內(nèi)流量的分配情況，同時得出了鐵心表面以及絕緣表面的散熱系數(shù);對于溫度場計算結(jié)果，從整體的角度分析了發(fā)電機內(nèi)各部分的溫升分布，對定子股線