3 MW空-空冷双馈风力发电机内部流动与传热特性的数值模拟与试验研究

王建勋, 霍永强, 武永和, 刘军婷, 张建丽

(1.中车永济电机有限公司,陕西 西安 710016；2.西安中车电气研究院，陕西 西安 710016；3.西安中车永电捷力风能有限公司，陕西 西安 710016)

0 引 言

随着2035年远景目标的提出，中国继续推动绿色发展，注重能源的清洁、低碳、安全、高效利用。风电是一种重要的清洁能源。近年来，风力发电机开启了抢装潮，风机功率也在逐步扩大，电磁负荷随之不断增加。温升是制约风力发电机功率提升的主要因素，温升过高会导致绝缘等级不够或使发电机寿命骤减，因此对温升的研究至关重要。

国内外学者对大中型异步电机的温升做了大量的研究，并取得了很多成果。胡俊辉等[1-2]提出了大中型异步电机轴向、径向和混合通风的等效风路网格，研究了电机在复杂通风条件下的温升。2011年，丁树业等[3]对大功率双馈风力发电机选取1/7圆周模型进行了温度场数值研究。随后丁树业等[4-5]还以一台2.5 MW永磁风力发电机为研究对象，采用有限体积法对一个定子齿距的模型进行流场及温度场研究，并利用实测温升数据验证了计算结果的正确性。刘木清[6]以一台3.6 MW双馈风力发电机为例，运用等效电路法对其进行了稳态分析。

2014年张振海[7]选取1/12模型对异步电机的损耗计算、流场和温度场进行了研究，同时探讨了不同加载方式、空载和负载、不同风速、不同杂散损耗加载方式等对电机温度场的影响。丁树业等[8]以一台50 kW表贴式永磁同步电机为例，对变频供电情况下的永磁同步驱动电机内部流场及温度场进行了数值研究，并且通过与试验数据对比验证了计算结果的准确性。……