兆瓦级模块化永磁风力发电机定子冷却系统设计与分析

兆瓦级永磁直驱发电机是风力发电发展的重要趋势,其冷却系统设计的合理性是判断发电机可靠性的一个重要指标。针对大功率永磁发电机体积大、散热困难、耗散产热功率大及永磁体易受温度影响发生不可逆退磁等问题,以3.2 MW模块化永磁直驱发电机为例,设计了一种定子通道式水冷方案,并应用流固耦合方法建立计算模型,与壳套式水冷方案和定子轴向风冷方案进行对比,研究发电机定子冷却系统设计方案。结果表明:采用外转子结构时,冷却通道应贴近定子,且水冷方式比空冷方式均温性好,冷却效果更好;该方案最大温度梯度低,进出口流体温差小,有利于电机以外设备的散热,但其经济性略差。