大型灯泡贯流式水轮发电机的通风与温升

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1、’"""OU,大电机技术&!"!!!!!!!"!电机部分!"!!!!!!!"!大型灯泡贯流式水轮发电机的通风与温升韩力，李辉，马辉，严欣平（重庆大学电气工程学院，重庆!"""!!）［摘要］针对大型灯泡贯流式水轮发电机混合通风结构存在通风与温升计算难的问题，本文分别从风路、热路和有限元三维温度场方面进行分析，提出了一种新的数学模型，编制了相应的计算程序，并结合目前国内自行设计和制造的最大容量灯泡式水轮发电机，针对两种定子铁心结构，分别进行了通风和温升的分析与计算，其仿真结果与理论分析一致。［关键词］灯泡贯流式水轮发电机；通风；温度场；有限元［中图分类号］#$%&’［文献标识

2、码］(［文章编号］&""")%*+%（’"""）",)"""&)"!!"#"$%&’()*"+,-.$,-(+$+/0"12"%$,3%"4%-#")(%,’"5$%6"7.(8493.9:;/%(6"+"%$,(%-./01，02-31，$.-31，4./516)7168（9:;;<8<:=>;6816<

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4、F<6@1;B@1:6B6J@前言热传递给冷却空气，再通过常规冷却器对带有电机热在大型灯泡贯流式水轮发电机组中，水轮机具有比量的冷却空气进行冷却，将电机热量传递给冷却器的转速高、单位过流

5、量大、空化系数小、效率高等优点，为广冷却水，最后获得热量的冷却水通过冷却套将电机热泛应用于开发低水头水利资源的良好机型，在我国有着量传递给河水。在其混合通风系统中，定转子铁心有广阔的市场前景。然而由于受低水头和灯泡比的限制，径向通风沟，且定子铁心为不贴壁结构，定子铁心与机发电机的直径小、电磁负荷高，与常规水轮发电机相比，座间有通风道，系统中的风压元件主要是鼓风机。其散热条件相当恶劣；同时电机的主要尺寸比0@S!较大，冷却空气的循环路径如图&所示，风路模型如图’所使得整个电机的风路压降大，通风冷却困难。为了解决示。由于在大型灯泡贯流式水轮发电机的混合通风系好灯泡贯流式水轮发

6、电机高电磁负荷产生的大量热损耗统中增加了鼓风机等风压元件，导致各风压元件产生与体积小且细长电机的不利冷却条件之间的突出矛盾，的风压对电机的通风冷却影响较大，本文提出了一种本文提出了一种新的数学模型，并对大型灯泡式水轮发含有风压源复杂结构风路的新颖闭环迭代解法，其风电机的通风与发热问题进行了分析与计算研究。路计算的基本原理如下：（&）根据风量连续性原理，流入任何一个节点的所?风路计算模型有风量的代数和等于零，即#!"T"大型灯泡贯流式水轮发电机在冷却方式上采用二（’）沿任何闭合回路各支路风压降的代数和等于&大型灯泡贯流式水轮发电机的通风与温升&""")*+零，即!!"!"根

7、据上述原理，考虑风路中含有风压源时，风压元件将改变各支路分量的分配和风压降的大小，经推［#］证其网孔风量为&&（$#%$&）%（%##"#%%&#"&）$#!&（%##"#’%&#"&）!热路计算模型本文采用等效热路法来计算大型灯泡贯流式水轮发电机的温升。简化了电机的二维热传导过程，将薄板内的二维热流视为在研究方向受到阻力的两个一维热流相互作用的结果；合成热流在自己方向上受到的阻力，被看为两个一维热流方向阻力的迭加。为了便于计算，假定发电机定子与转子间无热交换，发电机内部的各热源均匀分布，以径向通风沟为界，分段进行分析计算。下