
考虑到我国电网状况,现阶段并网的发电机额定电压以660V } 690V居多。但是随着齿轮变速结构技术的成熟,发电机主流功率己经; 开始向3MW到6M W发展。因此发电机运行时的电流相比于之前的小容量电机会呈现出明显增大,随之而来的损耗与温升问题逐渐凸显,而温度过高将会影响电机的运行可靠性及其维持的寿命,故而对于电机的热计算与冷却系统的设计研究非常重要。电机主要可通过空气冷却和液体冷却两种方式进行冷却降温,风冷主要适用于各中小电机,而对于那些功率密度较大的电机,液冷的效果则更加显著。
国内外各学者大量研究了电机的冷却系统,根据热网络法讨论了稳态和动态状态下电机温升的分布情况。Jin Xin Fan等设计了一台60kW的永磁同步电机的冷却系统,采用周向螺旋水路冷却方式进行冷却。字型和周向螺旋型水路冷却结构进行温度,对比冷却效果综合考虑选出了更适合该水冷电机的冷却结构。“s”型水路应用于高功率密度电机,并且通过试验结果验证了该冷却结构的高效性。
对比分析了不同结构的永磁同步牵引电机的螺旋水冷却系统结构,设计并计算水冷结构的结构参数,探究了不同冷却条件对电机温升的影响。浙江大学和伟超组研发了一台1_SkW的永磁同步电机并联V型水冷结构,制备出样机并且搭建了水冷电机温升实验平台,试验取得了良好的冷却效果。根据有限元法(FEM祸合分析了螺旋水冷的永磁电机,从而得到了整体的电机温度分布。通过样机实验验证了有限元温度分布的可靠性,也为此后车用电机的冷却系统的研究提供了一定思路。
分析总结大量国内外文献可以看出,研究者们对于电机温度场的研究工作取得了不错的成果,然而关于双定子无刷电发电机的热研究还较少,将采用等效热网络法与有限元对双定子无刷电电机内的温度场进行计算并对其与温度分布进行研究。
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