【风冷却器】系统的设计及温升计算

     当代发电机都采用较高的电磁负荷以提高材料的利用率，因此有必要对发电机的通风冷却系统进行研究，并在此基础上进行通风计算及电机温升计算以保证电机质量的可靠性。

      闭路冷却电机通风系统其初级冷却介质空气通过电机沿着闭合线路进行循环；初级冷却介质中的热量经循环空气一水冷却器传递给初级冷却介质海水，并经海水将热量带入大海。

      电机的通风冷却系统是一个十分复杂的气体动力和传热系统，其设计计算方法可分为三类：

1、为相似模型法。

2、是有限元数值计算法。

3、为经验类比法。

三种方法都必须经过模型或真机实测才能分析证实通风计算的正确性和合理性。

工作为三步：

第一步，采用类比设计法设计出整个通风系统，通过假设简化绘制出等值风路图，计算等值风阻；

第二步，根据风扇外特性曲线图谱，结合电机通风冷却计算所需的总通风量及等值风阻计算值，确定风扇规格并计算电机各主要部位风速、风量及表面散热系数；

第三步，进行电机温升计算。

2.1绘制等值风路图时假定

（1）由于非风扇侧端部空间截面较大、流速低，近似认为端部压力主要表现为静压力并各处相等。
（2）根据相关文献实验分析，绕组端部风阻很小略去不计。
（3）空气从端部进入通风窗、气隙、定子铁心背部，这些都视作入口。
（4）由于气隙截面积相对很小，假定转子径向风道气流经气隙全部进入定子径向风道；同时假定气隙内气流从入口开始没有分流全部进入风扇一侧端部。
（5）在确定从转子径向风道经气隙进入定子径向风道，以及从定子径向风道进入定子铁心背部时，都认为气流是从中间的等值通风道流出。
（6）不考虑转子旋转对风阻的影响。

      风冷却器系统设计中在主机定、转子铁心中设置数段长10mm径向通风道，径向通风道由导风片支撑组成。转子导风片从效果上来讲构成等效离心式小风扇，由于此等效小风扇外径比主风扇小许多，经计算对电机整体风路计算中总压头的产生不起主导作用，因此，在整体风路计算中不考虑其作用，这样计算结果偏安全。但此等效小风扇对局部风路中气流分布有重要影响作用，它产生的压头足以将经过转子铁心通风窗气流输送入转子、定子径向通风道内并产生足够流速，对铁心中段散热具有重要意义。