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《交流發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子三維流體場和溫度場仿真》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、交流發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子三維流體場和溫度場仿真余中軍，郭云珺（海軍工程大學(xué)艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430033）摘要:利用一些簡化處理方法，建立了某型交流發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子三維流體場和溫度場的耦合仿真模型，并在Fluent仿真軟件平臺上對電機(jī)定轉(zhuǎn)子的流體場和溫度場進(jìn)行了仿真計算，將仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比和分析，結(jié)果表明：仿真結(jié)果具有較高的計算精度，滿足工程設(shè)計要求，所提出的仿真計算方法能夠?yàn)殡姍C(jī)溫度場的仿真研究方面提供一定的參考作用。關(guān)鍵詞：交流發(fā)電機(jī)；溫度場；FLUENT；數(shù)值仿真中圖分類號：TM34文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ANumericalSimulationof3DFluidfiel
2、dandTemperatureFieldforStatorandRotorofalternatorYUZhong-jun,GUOYun-jun（NationalKeyLaboratoryforVesselIntegratedPowerSystemTechnology,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China）Abstract：Basedonsomesimplifymethod,thesimulationmodelof3Dfluidfieldcoupledwithtemperaturefieldforstatorandrotorofalter
3、natorwasbuilt.ByusingtheFLUENTsoftware,thenumericalsimulationofthe3dfluidfieldandtemperaturedistributionforstatorandrotorweredone.Thesimulationresultswereingoodagreementwiththosemeasuredintheexperiments,whichshowsthatthemodelswerevalidandthesimulationmethodsatisfiedtheprecisionrequirements.Thisrese
4、archwilloffertechnicalreferencesforthenumericalsimulationstudyoftemperaturefieldforthegenerator.Keywords：alternator；temperaturefield；FLUENT；numericalcomputation6隨著船舶綜合電力技術(shù)的發(fā)展，交流發(fā)電機(jī)的功率密度不斷增加，這對發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計和性能提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，且發(fā)電機(jī)的冷卻方式及其優(yōu)化設(shè)計直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)性能的優(yōu)劣，影響到發(fā)電機(jī)的使用壽命和運(yùn)行可靠性[1-2]。與此同時，溫度場仿真計算作為一種較為直接、經(jīng)濟(jì)、快捷的校核方法，已
5、逐漸成為電機(jī)設(shè)計過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但如何提升電機(jī)溫升仿真計算的準(zhǔn)確性也成為國內(nèi)外電機(jī)研究與設(shè)計制造部門一直以來致力解決的問題[3]。目前，國內(nèi)發(fā)電機(jī)溫度場仿真分析的對象多為電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子或電機(jī)內(nèi)部某個部件[4-5]，對電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的溫度場同時進(jìn)行仿真分析的研究較少，故本文以某型交流發(fā)電機(jī)為例，采取一些簡化處理方法，建立了電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子三維流體場和溫度場的仿真模型，在fluent仿真軟件平臺上對電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的流體場和溫度場同時進(jìn)行了仿真分析，將仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析后表明，仿真結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性，所采用的仿真方法能夠滿足發(fā)電機(jī)溫度場校核計算的工程要求。收稿日期：2013
6、-03-06；修回日期：2013-07-19基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目（51207163）作者簡介：余中軍(1983-)，男，講師，博士，主要研究方向?yàn)殡姍C(jī)冷卻技術(shù)研究，E-mail：yuzhongjun83@126.com61發(fā)電機(jī)三維流體場和溫度場耦合仿真模型的建立1.1發(fā)電機(jī)通風(fēng)風(fēng)路簡介本文提及的交流發(fā)電機(jī)采用了單向通風(fēng)冷卻方案，其風(fēng)路示意簡圖如圖1所示。圖1某型交流發(fā)電機(jī)單向通風(fēng)風(fēng)路示意簡圖Fig.1Sketchofone-wayventilationsysteminthealternator電機(jī)的定子含有徑向通風(fēng)溝，轉(zhuǎn)子含有徑向通風(fēng)溝和軸向通風(fēng)孔，其通風(fēng)風(fēng)路如下：冷
7、卻空氣進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部后分成三條風(fēng)路，一路空氣在冷卻定子端部后流入定子鐵芯背部風(fēng)道，再由定子背部風(fēng)道出口流至電機(jī)出風(fēng)側(cè)；第二路空氣進(jìn)入氣隙后沿軸向流動，同時流經(jīng)定子各個徑向通風(fēng)溝后進(jìn)入定子背部風(fēng)道；第三路空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)子端部進(jìn)入轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)孔并沿軸向流動，同時一部分空氣經(jīng)轉(zhuǎn)子徑向通風(fēng)溝進(jìn)入氣隙，最后三路空氣在電機(jī)出風(fēng)側(cè)匯總并流出電機(jī)，經(jīng)過冷卻器冷卻后回流至電機(jī)進(jìn)風(fēng)側(cè)，再次流入發(fā)電機(jī)內(nèi)部，如此循環(huán)進(jìn)行發(fā)電機(jī)的冷卻。1.
