热能动力工程

作者：鲍炳炎,王军,余中军,阮琳

单位：中国科学院电工研究所,,中国科学院电工研究所,,海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室,,中国科学院电工研究所,

关键词：飞轮电机;转子真空散热;热辐射;定子蒸发冷却;高辐射涂层

电机是飞轮储能系统实现电能和动能转换的关键部件，为提高飞轮储能系统效率，电机转子通常在真空环境下运行。然而，在真空环境中，转子产生的热量仅能通过热辐射方式向外传递，且辐射换热强度很低。这使得转子产生的热量难以排散，导致转子温度不断升高，甚至引起磁钢退磁而损坏电机。为此，本文提出了飞轮电机定子侧低温蒸发冷却方案和转子侧高辐射涂层方案，主要探究定子侧低温和转子侧高辐射涂层对于转子温升的影响。通过实验验证所提方案对电机转子辐射换热的强化作用。实验结果表明，定子侧温度降低15℃仅使转子温升降低1℃，对于辐射换热强度的提升效果并不显著。涂覆高辐射涂层后，定子侧温度降低15℃使转子温升降低近3℃，冷却效果显著改善。将定子侧低温蒸发冷却与转子侧高辐射涂层相结合，能够进一步强化辐射换热，获得更好的冷却效果。

来源：2024年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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