飞轮储能装置电机温度场仿真技术研究及试验验证

作     者：周茜茜 黄勇 崔可 孙大南 ZHOU Qianqian;HUANG Yong;CUI Ke;SUN Danan

作者机构：中车株洲电机有限公司湖南株洲412000 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFB2406300) 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第8期

页      码：2589-2596页

摘      要：电机是飞轮储能系统实现电能-动能转换的关键部件,其体积小、功率大的设计特点以及中真空运行环境导致温升问题突出。水道的结构设计是增强散热的重要途径。本文从流动特性和冷却效率两个方面入手,对比螺旋水道、周向水道和轴向水道的进出口压力差、换热面积、换热系数等因素对散热的影响,综合考虑各因素最终确定电机的水道形式为周向水道。电机及其零部件的散热问题关系到飞轮储能系统能否安全运行,是飞轮储能技术发展中亟待解决的关键科学技术问题。准确计算温升是解决该难题的关键所在,对飞轮储能系统热管理的研究具有重要意义。本文对40 kW的飞轮储能系统进行了有限元热仿真,重点研究了模型简化、复杂结构等效处理、损耗分布等方面的内容,考虑传热过程中的热传导、热对流和热辐射,流体场、温度场多物理场耦合,设置初始水流量为25 L/min、温度为18℃,对电机进行温度场仿真计算。最后将计算结果与试验结果进行对比分析,误差在±3%范围内,验证了仿真计算的准确性和可靠性。该计算方法可为以后飞轮储能用电机设计作可靠参考。

主 题 词：飞轮储能 温度场 电机 辐射传热 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0231

馆 藏 号：203132457...