风力发电机内部定子存在过热风险,可以通过转定子内流冷却通道对流换热设计提高定子散热效率。由于风力发电机工况较为复杂,通过实验测量得到的数据存在较多不确定因素,进一步分析流场特性评估换热效果较为困难,因此需要通过三维CFD数值模拟评估定子过热问题。

      发电机内外流场属低速不可压缩问题,内流通道单位时间质量流量直接反映定子对流换热效率。内外流场整体流域包括叶片和转子等旋转部件,机械结构与几何形状较为复杂。同时,导流罩,上游叶片和下游塔筒等机械结构设计与内流冷却通道流动特性密切相关,直接影响定子换热效率。

       在分析过程中采用1300万完全结构化六面体网格建立风力发电机整体流场分析等比例模型;通过已经广泛工程验证的FLUENT6.3.26完成三维CFD全尺寸模拟;得到了风力发电机内流冷却通道中流速、压力、流量等数据,对发电机设计与性能评估具有较高参考价值。三维数值模拟结果清晰显示导流罩设计对内流冷却通道流场的影响,以及由塔筒阻碍作用产生的局部最易过热的定子内流通道部位,对客户的结构设计具有较高指导意义。

    这是继去年与该凤电设计单位合作模拟电机的流固耦合换热问题后,双方再度携手利用CFD技术进行设计选型,海基科技可以承接的电机设计领域工程咨询项目包括:

    1) 电机的电磁设计与仿真;

    2) 关键部件的CFD分析,如叶片的气动性能,发电机、电动机的内部流场品质分析;

    3) 电机内部的流固耦合传热分析

    4) 风力发电机叶片的气动弹性分析