兆瓦級高速永磁變頻電機通風系統設計與轉子表面風摩耗研究（續2）

3 3D流體場計算結果與分析   

       把風道分為3部分來分析，即氣隙、軸向風道和徑向風道。圖4為各部分流體分析的直線和平面，在氣隙中，距離轉子表面0. 5 mm, 1. 5 mm,2. 5 mm處分別畫直線11,12 ,13，并且在與轉子表面相距2 mm的氣隙處畫與轉子表面平行的面尸，在軸向內風道不同位置分別畫直線14,15,16,17，其中14和15靠近槽口位置，16和17靠近內風道底部，在徑向風道中畫取直線18。圖5 (a)為求解域內流體矢量速度分布，圖5 (b)為氣隙內不同位置流體流速分布，圖5 (c)為氣隙內平面P流體流速三維分布，圖5 (d)為軸向內風道不同位置的流體流速分布，圖5 (e)為徑向風道直線18流體分布。   

      從圖5 (a)中可以看出，靠近變頻電機的轉子表面的流體速度為179 m/s，而轉子表面線速度為179 m/s，可以看出流體計算結果是正確的;圖5 (b)表明，受轉子高速旋轉的影響，氣隙中不同位置的風速相差較大，在距離變頻電機轉子表面0. 5 mm的直線11上風速約為175 m/s}而在距離轉子表面2. 5 mm的直線論上風速集中在80一100 m/s;從圖5 (c)中可以看出，由十受到開口槽的影響，氣隙平面尸上流體流速在定子槽口中間處{zd0}，向槽口兩側逐漸減小，槽口中間處風速與槽口兩側風速相差約為100 m/s，相差很大;從圖5 (d)中可以看出，在軸向兩端出口側附近，直線14,15,16,17的風速都基本平穩在28 m/s而在軸向中間處，直線14,15,16,17風速相差卻很大，靠近槽口的直線14和巧，風速從兩側逐漸增加，在接近軸向中間處，風速達到{zd0}，而位十軸向風道底部的直線16和17，兩側的風速較大，軸向中間處的變頻電機的風速較小;圖5 (e)中，以徑向風道入口為徑向長度起點，徑向風道入口處面積較大，隨著通風面積逐漸減小，風速由入口逐漸增加，在定子繞組與徑向風道最窄處，風速達到{zd0}，隨后流體到達內風道，通風面積增加，風速又逐漸減小。從圖5中可以看出，轉子高速旋轉對流體場的影響很大，同時一風道內的流體分布相差很大，在進行散熱系數計算時一應把風道分為氣隙、軸向風道和徑向風道3部分。