基于热电耦合的双馈发电机集电环系统三维温度场研究

杨 强，余 冰，陈飞虎，李 伟，刘志强

（国电联合动力技术(宜兴)有限公司，江苏 宜兴 214203）

基于热电耦合的双馈发电机集电环系统三维温度场研究

杨 强，余 冰，陈飞虎，李 伟，刘志强

（国电联合动力技术(宜兴)有限公司，江苏 宜兴 214203）

提出“集电环温度交通灯”的概念，集电环温度设计应遵守“温度交通灯”法则；建立了基于热电直接耦合的双馈发电机集电环（DFGS）系统仿真模型，利用有限元软件对DFGS系统进行三维瞬态温度场仿真计算，得到了DFGS系统的温度场分布规律；采用红外热成像仪进行DFGS系统的温度红外云图试验测试，试验结果与仿真结果非常吻合，为DFGS系统的温度场优化及故障诊断提供了参考指导。

双馈发电机；热电耦合；集电环；三维温度场

0 引言

集电环电刷系统既是双馈风力发电机的关键部件，也是机组的薄弱环节之一。近年来从风场反馈的故障统计数据表明，集电环打火烧损故障依然非常严重，而其中一个重要原因是集电环的温度过高[1]。集电环电刷的运行对温度有严格要求，过高的运行温度或过低的运行温度都对集电环电刷运行性能产生不良影响，危及机组的安全运行。因此确定集电环电刷温度设计准则、准确地进行集电环电刷系统温度场计算及测试研究具有一定的工程理论价值。

文献[2-3]针对集电环发热故障进行定性分析，为集电环电刷的运行维护提供了参考；文献[4]给出了滑环温度红外检测系统的软件硬件组成，为开发温度红外测试系统提供了参考，但仅限于温度测试设备的框图原理分析，未对集电环温度进行试验测试；……