【摘 要】
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在电机学领域，进一步提高电机的功率密度一直是一个重要的研究目标。中科院电工所多年研究发展的蒸发冷却技术在提高电机功率密度方面取得了巨大成就。它能够提高电机的冷却效
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在电机学领域，进一步提高电机的功率密度一直是一个重要的研究目标。中科院电工所多年研究发展的蒸发冷却技术在提高电机功率密度方面取得了巨大成就。它能够提高电机的冷却效果和可靠性，可以使电机电流密度大大提高而不出现过热，使电机体积更小，提高功率密度。但是常规电机定子齿槽的存在影响了蒸发冷却电机功率密度的进一步增加。齿槽占据定子空间，使电机体积无法减小，而且会造成谐波干扰。本论文提出了使用定子无槽技术来进一步提高蒸发冷却电机的功率密度。论文首先对定子无槽结构进行理论计算，然后对现有的一台常规定子蒸发冷却电机进行无槽定子改造，使电机不再含有铁磁性定子齿槽，定子线圈直接放置定转子间的气隙里。接着使用ANSOFT仿真软件对电机进行建模仿真，通过原电机和改造后的无槽电机的电磁场分析，为定子无槽技术提供可行性验证。
本论文同时设计了内冷式蒸发冷却风力发电机的运行实验。由于风力发电机安装在较高的塔架上，维护不便，需要更小的体积和更少的检修。蒸发冷却系统能够使电机体积做得更小，冷却更可靠。本实验基于2MW内冷式蒸发冷却风力发电机项目，进行了内冷式蒸发冷却风力发电机定子线圈模型实验研究，为真机运行提供实验依据。实验设计了带有内冷式蒸发冷却系统的一个定子线圈，并对其实际工况进行模拟。通过实验，研究了线圈倾角和介质液位等对冷却效果产生影响的因素，提出了真机设计和运行中需要注意的技术问题。
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