在電機和干式變壓器冷卻設計中的應用

電機和干式變壓器冷卻系統的設計大多基于經驗數據，沒有關于冷卻系統結構與流動狀態具體關系的系統數據。同時，雖然三維計算流體力學技術得到了廣泛的應用，但在對干式變壓器和電機冷卻系統進行仿真分析時，面臨著網格劃分和求解的巨大挑戰。主要原因是繞組、散熱器等部件的幾何結構極其復雜。

如今，大型流體系統的仿真技術得到了突飛猛進的發展，系統仿真工具將系統設計帶入了一個新的時代。利用系統設計和仿真分析軟件輔助設計是提高設計效率、優化系統性能的必由之路。它是目前較成熟的熱流體系統仿真軟件之一，在該領域應用廣泛。擁有哈爾濱電機學院、北中汽輪電機、東方電氣、佳木斯電氣等眾多用戶。

下圖是某型電機冷卻系統的流程圖，由冷卻器、風扇、核心風區、氣隙、風室等過流部件組成。冷卻介質是空氣或氫氣。氣體循環的壓頭由額外的風扇提供。氣體經冷卻器冷卻后，進入底座與內外端蓋之間的風扇，分別冷卻定子鐵芯、轉子和底座，然后返回冷卻器，形成閉環。每個過流元件都標有數字，整個冷卻系統是并聯或串聯形成的。

某型電機冷卻系統流程圖

它含有大量的流體成分，如各種冷卻器、風扇、油箱、過流阻等。因此可以直接建立冷卻系統的計算模型，只需提供基本的幾何參數和性能參數即可進行仿真。