主氦風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)端部磁場與溫度場計算與分析.pdf

1、主氦風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)是我國第四代核電站高溫氣冷堆氦回路中的主要動力設(shè)備，主要驅(qū)動氦回路中的氦氣流過反應(yīng)堆的堆芯，保證反應(yīng)堆在啟動、運行以及停堆等工況時，能夠提供充足的氦氣流過氦循環(huán)系統(tǒng)，帶走堆芯產(chǎn)生的熱量，實現(xiàn)能量交換。該電機(jī)采用立式大型變頻電機(jī)，要求具有長使用壽命和安全可靠性。由于該電機(jī)完全沉浸在氦氣環(huán)境中，依靠氦氣進(jìn)行通風(fēng)冷卻，目前氦氣作為電機(jī)的冷卻介質(zhì)的研究還不是很多，且沒有相應(yīng)的經(jīng)驗公式和實驗數(shù)據(jù)作為可以參考的依據(jù)，因此，有必要對氦

2、氣的冷卻性能進(jìn)行深入研究，從而準(zhǔn)確計算分析電機(jī)內(nèi)部各個部分的溫度分布，這對電機(jī)的安全運行，延長電機(jī)的壽命，保證高溫氣冷堆的安全具有重要的意義。
　　本文選取了電機(jī)端部進(jìn)行相關(guān)的研究分析。首先根據(jù)電機(jī)端部的尺寸數(shù)據(jù)建立了電機(jī)端部的三維物理模型，一方面采用三維有限元法計算定子繞組端部的三維瞬態(tài)磁場的空間分布，在此基礎(chǔ)上又對定子繞組端部的電磁力進(jìn)行了計算，并以此電磁力作為激勵，分析計算了定子繞組端部的電磁力形變;另一方面基于氦氣的物理特

3、性，依據(jù)電機(jī)端部的通風(fēng)結(jié)構(gòu)和冷卻方式計算了電機(jī)端部的通風(fēng)損耗，建立了電機(jī)端部溫度求解的數(shù)學(xué)模型，給出了相應(yīng)的邊界條件，采用流固耦合的方法分別計算分析了電機(jī)在13Hz、67Hz、71Hz時的電機(jī)端部溫度分布。為了進(jìn)一步加強(qiáng)氦氣冷卻性能的研究，本文計算了不同氦氣壓強(qiáng)0.2MPa、0.4MPa、0.8MPa、1.6MPa、3.2MPa下的電機(jī)端部溫度分布，分析壓強(qiáng)對氦氣冷卻性能的影響。最后對比了電機(jī)常用的氣體冷卻介質(zhì)空氣、氫氣和氦氣的冷卻效果