空冷水轮发电机定子冷却结构设计与分析.pdf

第53卷第12期西安交通大学学报V01．53No．12

XI’AN

OFUNIVERSITYDec．2019

2019年12月JOURNALJIAOTONG

DOI：10．7652／Xjtuxb201912015

空冷水轮发电机定子冷却结构设计与分析

贺景运，边旭，梁艳萍

(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，150080，哈尔滨)

摘要：为改善空冷水轮发电机的通风冷却效果，研究了电机定子冷却结构的设计与性能分析方法。

以一台250

MW空冷水轮发电机为例，考虑定子绕组换位、槽钢、槽楔形状和各通风沟间的相互影

响等因素，构建了定子流固耦合的物理模型和数学模型；采用数值法计算了每根股线的损耗；基于

流体传热理论和定子温升特点，通过改变电机内定子铁心和通风沟的结构尺寸，提出了3种定子冷

却结构；对比不同结构下求解区域内流体场和温度场，给出了电机定子最优的冷却结构。最后，通

过实验对建模的准确性和方法的可行性进行验证，结果表明，相比通风沟轴向长度，铁心段轴向长

度对定子槽内绕组温升影响更大，合理调整电机定子通风沟和铁心段的数量和轴向长度，可有效降

低槽内换位绕组的最高温度。

关键词：空冷水轮发电机；冷却结构；换位绕组；流体场；温度场

of

andfOrStatorStructure

DesignAnalysisCooling

Air-CooIed

Hydrogenerator

HEXu，LIANG

Jingyun，BIANYanping

(SchooIofElect“caIandEIectronicofScienceand150080，China)

Engineering，HarbinUniversityTechnoIogy，Harbin

Tothevent订ationeffectofair—cooledand

Abstract：coolingdesign

improvehydrogenerators，the

methodsofthestatorstructurearea250MW

Taking

performanceanalysiscoolinginvestigated．

air—cooledforfactorsofstatorsteel，

transposition，channel

hydrogeneratorexample，thewinding

toconstructthe

slotandtheinteractionventilationditchesareconsidered

wedgeshapeam