大容量笼型异步风力发电机多物理场分析

• 作 者: 刘培帅
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 大容量笼型异步风力发电机 电磁场 流体场 温度场 风路网络 流固耦合

笼型异步风力发电机具有结构简单紧凑、可靠性高的优点,安装维护较为简便,且能够满足海上风电场潮湿及盐雾等严苛环境条件,在海上大容量风力发电系统中得到了较为广泛的应用。论文以4.25MW笼型异步风力发电机为研究对象,进行了大容量笼型异步风力发电机电磁场分析,结合流体力学与传热学基本原理,进行了电机流体场与温度场分析。首先,结合4.25MW笼型异步风力发电机的铁心结构及绕组形式,进行了电机电磁分析及损耗分析,并建立了电机二维有限元模型,在ANSYS Maxwell电磁有限元分析软件中进行了电机电磁场仿真计算,得到了电机损耗数据。然后,依据电机通风散热系统结构,建立了电机风路网络模型,并基于风路网络模型分析了笼型异步风力发电机不同转子结构对电机流体场的影响。建立了电机三维流体模型,在流体分析软件中进行了电机三维流体场仿真计算,得到了电机通风系统的流量及压强等参数的分布状况,作为电机温度场分析中模型参数及边界条件。最后,根据电机结构特点,分别建立了电机空气入口一侧绕组端部、电机铁心范围内区域、电机空气出口一侧绕组端部以及列管式热交换器的三维流固耦合模型,进行了电机温度场仿真计算,并分析了不同条件下电机的温度场,总结了电机内部传热规律。