散热筋形式的风力发电机温升计算方法及经验系数的取值

　　有内风的热力计算模型电机内部的热量主要由定子和转子的损耗、机械耗和杂耗产生。认为定子的散热主要是通过定子向机壳导热完成的，转子的散热一部分通过转子内部的通风道带走，另有一部分通过转子与定子之间的气隙，以对流换热的形式传给定子，再由定子传递给机壳。机械耗和定子端部则主要通过电机内部的空气携带给壁面。其中定子和转子的散热好坏对绕组温升起主导作用。定子的外径和内径不变，等效的硅钢片区域面积等于原硅钢片面积；等效的绝缘层厚度等于原绝缘层厚度；剩下的区域为绕组区域，整个绕组区域温度相同，等于绕组温度。定子的散热为绕组区域的发热（铜耗）和硅钢片的发热（铁耗），机械强度。

　　散热的计算为圆柱坐标下的有内热源的二维导热问题。忽略铁耗，认为转子损耗全部是铜耗。转子铜耗的发热区域简化为一条环形带（等效铜耗发热区域）。同样，转子通风孔也简化为一条环形带（等效通风区域），该环形带的空气流通面积与换热面积保持与原通风孔相同，环形带传热与流阻计算的当量直径保持与原通风孔相同。等效的硅钢片区域面积等于原硅钢片面积，剩下的区域为绕组区域，整个绕组区域温度相同。散热的计算为圆柱坐标下的二维导热及对流问题。常规的风力发电机温升计算，又覆盖了高原型、海上风电等特殊运行环境的产品温升计算，较综合、准确的计算了带散热筋形式的风力发电机的温升，转子结构可以是永磁体，也可以是常规的电励磁方式，计算结果与试验结果吻合性较好。散热筋形式的风力发电机温升计算方法及经验系数的取值通过试验已经充分说明其合理性，温升计算软件的开发大大提高了产品研制的可靠性，缩短了研发周期，通过不同机型的计算与试验结果对比，吻合性较好，充分体现了该软件的成熟度与准确性。该软件既包含了永磁风力发电机的温升计算，又包括了电励磁风力发电机的温升计算，软件具有很高的覆盖面及综合性。