永磁发电机冷却空气流量与入口出口流速计算举例

高效永磁发电机GYFD200-30/10的主要参数如下，计算强迫风冷的风机流量，入口流速，出口流速。

1）额定功率：P_N=10kW；

2）额定电压：U_N=400V；

3）极数：2p=30；

4）相数：m=3；

5）定子内径：D_i1=230mm；

6）定子外径：D₁=327mm；

7）功率因数：cosφ=0.89（感性负载）；

8）绕组线规：n-d=3×ϕ1.25mm圆漆包铜线；

9）绕组75℃时直流电阻：R=2.885Ω（三相绕组电阻之和）；

10）气隙磁密：B_δ=0.5T；

11）定子齿磁密：B_t=0.47T；

12）定子轭磁密：B_j=0.875T。

（1）永磁发电机绕组的铜损耗P_Cu

P_Cu=I²_NR=（16.2²×2.885）W=757W=0.757kW

（2）永磁发电机铁损耗P_Fe

1）定子轭硅钢片的铁损耗P_Fej

P_Fej=K_α·p_Fe/50·G_j=（p_5.6/50×22.94）W=12.846W≈13W

2）定子齿硅钢片铁损耗P_Fet

P_Fet=K_α′·p_Fe′/50·G_t=（p_14.6/50×21.6）W=31.536W≈32W

3）永磁发电机的铁损耗P_Fe(www.xing528.com)

P_Fe=P_Fej+P_Fet=（13+32）W=45W=0.045kW

（3）强迫风冷的空气流量

在计算中，K_α、K_α′取1；ΔT=20℃；p_5.6/50及p_14.6/50查（DW465-50）。

（4）求冷却风机电机功率P_N′

式中 p——冷却风机出口压力，p=3kgf/cm²（1kgf/cm²=0.0980665MPa）；

Q_S——冷却风机流量，Q_S=0.047m³/s=2.82m³/min；

η_N——冷却风机电机效率，η_N=96%；

η_S——冷却风机效率，η_S=80%。

（5）冷却风机的选择

选择流量Q_S=0.047m³/s，压力p=3kgf/cm²（约0.3MPa），电机功率P_N=110W的轴流式风机。

（6）计算永磁发电机冷却空气入口的流速v₁

永磁发电机冷却空气入口面积为20mm×120mm=0.02×0.12m²

（7）计算永磁发电机冷却空气出口的流速v₂

冷却空气出口为120个ϕ8mm孔组成

v₁S₁=v₂S₂

19.58×0.02×0.12=v₂×120×0.008²π/4

v₂=7.79m/s

[1]这里的运行是指永磁发电机有载运行。

[2]1atm=101.325kPa。