在電機和干式變壓器冷卻設計中的應用

電機和干式變壓器冷卻系統的設計大多基于經(jīng)驗數據，沒(méi)有關(guān)于冷卻系統結構與流動(dòng)狀態(tài)具體關(guān)系的系統數據。同時(shí)，雖然三維計算流體力學(xué)技術(shù)得到了廣泛的應用，但在對干式變壓器和電機冷卻系統進(jìn)行仿真分析時(shí)，面臨著(zhù)網(wǎng)格劃分和求解的巨大挑戰。主要原因是繞組、散熱器等部件的幾何結構極其復雜。

如今，大型流體系統的仿真技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，系統仿真工具將系統設計帶入了一個(gè)新的時(shí)代。利用系統設計和仿真分析軟件輔助設計是提高設計效率、優(yōu)化系統性能的必由之路。它是目前較成熟的熱流體系統仿真軟件之一，在該領(lǐng)域應用廣泛。擁有哈爾濱電機學(xué)院、北中汽輪電機、東方電氣、佳木斯電氣等眾多用戶(hù)。

下圖是某型電機冷卻系統的流程圖，由冷卻器、風(fēng)扇、核心風(fēng)區、氣隙、風(fēng)室等過(guò)流部件組成。冷卻介質(zhì)是空氣或氫氣。氣體循環(huán)的壓頭由額外的風(fēng)扇提供。氣體經(jīng)冷卻器冷卻后，進(jìn)入底座與內外端蓋之間的風(fēng)扇，分別冷卻定子鐵芯、轉子和底座，然后返回冷卻器，形成閉環(huán)。每個(gè)過(guò)流元件都標有數字，整個(gè)冷卻系統是并聯(lián)或串聯(lián)形成的。

某型電機冷卻系統流程圖

它含有大量的流體成分，如各種冷卻器、風(fēng)扇、油箱、過(guò)流阻等。因此可以直接建立冷卻系統的計算模型，只需提供基本的幾何參數和性能參數即可進(jìn)行仿真。