防爆型水冷电机发热、换热与温度场计算研究
薄煤层电牵引采煤机用防爆型电动机的技术发展趋势是加大功率和功率密度；随着采煤机电机设计容量的不断提升，使电机运行时产生的单位体积损耗增长，引起电机各部分温度升高。因此改善冷却系统，限制电机温升成为采煤电机技术发展中的主要问题之一。采煤机用电机安装空间严格受限，通风条件恶劣，掌握电机各部分的温度场分布有利于冷却器的优化设计。
本文按照鸡西煤矿实际采煤用电机建立了稳态运行时的温度场模型，模型的几何形状及其材料性质按照样机YBCM150-4建立。借用有限元法求解电机相关电磁量，计算结果可信，参考其中所得磁通密度值，可用以计算电机的电磁损耗，作为温度场的热源。并使用流体软件模拟了气隙流体场，分析空气分子的速度矢量分布。将气隙分成以导热为主要传热方式的层流层和以强制对流换热为主的紊流层，认为相比层流层，紊流层的热阻可忽略不计，利用热阻等效原则，换算出气隙的平均热导率，借此确定了求解区域的边界条件。最后，采用有限元软件对电机定、转子及水套的二维温度场进行了计算与分析，指出定子部分的最高温度点位于定子下层绕组近气隙侧，在此埋设电偶计，监督其温度变化，就可保障整个电机的安全运行。另外，加快水套内冷却水的流动能有效降低定子绕组温度，考虑选用恰当的流速，以最小的代价获取最佳冷却效果。
水冷电机;采煤机;电动机;温度场;冷却器;定子绕组
哈尔滨理工大学
硕士
电机与电器
温嘉斌
2008
中文
TD421.6;TM301.41
57
2008-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）