旋转电磁致热器热功率与结构参数关系的研究

为了分析新型电磁加热装置—旋转电磁致热器的设计方法,对致热器的热功率进行了研究。首先分析了致热器的热功率分布规律,提出定子热功率透入深度的概念作为致热器设计的准则,给出了透入深度随转速变化的规律,分析了透入深度在致热器设计中的作用。以此为依据,为提高致热器的热功率密度,比较了闭口槽、半开口槽和开口槽三种不同定子结构的致热器在不同转速下的热功率密度。分析了开槽结构的致热器槽深和槽宽变化对热功率密度的影响,最后对开口槽和闭口槽样机的热功率进行了测试。实验结果表明了分析的正确性。     

直流电动机的热模型及其温升预测

从定量分析功率损耗出发，建立直流电动机的热模型，提出了常用的电机温升的预测计算方法。     

应用集中参数热模型的高密度IPM电机运行过程的热仿真

应用集中参数热模型对高密度IPM电机运行过程进行热仿真。集中参数热模型直接逼近电机的热性能，可以快速评估IPM电机运行过程的热性能，便于IPM电机及其冷却系统设计方案的论证和比较研究。比较仿真结果和实验测试结果，绕组温度的仿真曲线与实验测试结果相吻合，证明了该方法的有效性。     

直流电动机的热模型及其温升预测

从定量分析功率损耗出发，建立直流电动机的热模型，提出了常用的电机温升的预测计算方法     

计算Scott牵引变压器内部温升的热路模型法

牵引变压器的绝缘寿命很大程度上取决于绕组热点温度,研究其内部温升具有重要意义。为此,针对Scott牵引变压器特殊的绕组连接、铁心结构和电气特性,利用热传输原理分析了其内部热量的产生和传输过程;参考电路原理建立了Scott牵引变压器内部热路模型;参照基尔霍夫定理推导了温升的计算式,从而建立了Scott牵引变压器的热路温升计算模型和简化的热路温升计算模型;采用两种热路温升计算模型和IEC温升计算法仿真了同一负荷下的Scott牵引变压器,仿真结果说明了模型的有效性。     

IGBT功率模块热网络模型建立及其参数辨识方法综述和展望

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率变流器的核心器件,其可靠性受到广泛重视。而结温过高或者温度波动过高是导致功率器件失效的主要因素,故实时精确地监测IGBT模块结温对于提高其可靠性具有重要意义。通过建立热网络模型,然后对其电路进行仿真可获取结温,该方法因简单易行且可实现对结温的在线监测从而得到广泛应用。对现有的热网络模型进行了总结和归纳,并根据模型结构将其分为一维、二维和三维三类。然后,对近年来热网络模型的参数辨识方法的研究情况进行探讨,并对各个方法进行了比较和评价。在此基础上,对未来新的热网络模型和模型参数辨识方法的研究方向进行了展望。     

基于热网络法的高功率密度异步电动机定子温升计算

为准确计算定子温升，对计算区域进行了合理的网格剖分，建立了异步电机定子的热网络数学模型，采用高斯-赛德尔迭代法对模型进行了求解。实验结果表明，采用热网络法计算电机定子温升具有较高的准确性。基于热网络法的高功率密度异步电动机定子温升计算实用、可靠。     

基于磁热耦合法的电机模型参数计算

基于有限元法与集总热网络法建立电机温升模型,仿真计算电机瞬态温升。针对电机温升模型参数繁多且计算复杂的问题,从损耗分布和热量传递的角度,系统研究了电机的电磁参数和热参数。根据电机的结构参数建立物理模型,通过电磁仿真结合解析计算修正漏感参数,计算配置端部及外壳换热系数,等效处理定转子气隙对流系数,采用磁热耦合法计算温升。通过试验与仿真对比电机主要部位温升,验证了电机参数计算的准确性。     

计及回热器蓄热效应的汽轮机动态模型

在汽轮机带负荷运行中,回热器如同再热器一样对汽轮机的负荷响应特性有延滞效应,但传统的汽轮机模型对此未加考虑;该文基于机理建模思想导出了一个新的汽轮机动态模型,并讨论了给水回热系统动态蓄热效应对汽轮机的动态特性的影响。     

基于集中参数热模型的大功率模块化定子混合励磁同步电机热分析

混合励磁同步电机具有易于调磁、高效率和控制性能好的优点,在电动汽车和风力发电系统中具有良好的应用前景。其温升直接影响电机的运行性能和可靠性。该文基于模块化定子混合励磁同步电机的结构特点和冷却条件,建立电机集中参数热模型。对模块化定子电枢绕组和励磁绕组进行等效处理,确定电枢绕组和励磁绕组的等效导热系数。通过样机温升实验验证电机集中参数热模型的准确性。分析电枢电流密度对相似冷却条件和功率等级混合励磁同步电机温升的影响规律,同时分析励磁电流密度对混合励磁同步电机温升的影响。该研究工作为模块化定子混合励磁同步电机提供一种行之有效的热计算方法,同时为相似冷却条件和功率等级混合励磁同步电机的设计提供参考,具有重要的理论意义和工程实用价值。     

Lumped Parameter Thermal Model for Axial Flux Switched Reluctance Motors

The accurate prediction of temperature rise in various parts of a machine plays a significant role in ensuring that the machine delivers the required performance avoiding failures that arise due to high temperatures. In this paper, a lumped parameter thermal model is presented for exterior-rotor axial flux switched reluctance motors. Depending on its geometry, each part of the motor is modeled as a thermal equivalent circuit based on general cylindrical or cuboidal components. A total thermal network is obtained by proper connection of these sub-circuits. The model was calibrated by a stationary test; then, running conditions were applied to the model. The sensitivity of the model to the heat transfer coefficients was investigated by considering the effect of the coefficient variation on the estimated steady-state temperatures. Results show that the winding temperature, as the hottest part of the motor, is the most sensitive to the frame-to-ambient heat transfer coefficients.     

分体式变压器顶层油温升计算模型

建立了分体式冷却变压器顶层油温热路计算模型,根据实测数据和搜索算法对热路模型的热参数进行拟合求取,实例验证并与传统变压器简化的热路计算法和负载导则中的微分方程解法对比分析。     

新型旋转电磁热机三维电磁场方程的求解及相关电磁参数的研究

建立了旋转电磁热机的三维简化模型,在此基础上给出了三维电磁场方程。结合实际的磁通分布,给定方程的边界条件,并利用分离变量法求出其解析解。利用电磁场方程的解析解,推导出电磁热机端部系数的计算公式。利用基于二维有限元法的电磁热机热功率算法,实际计算了一台样机的热功率,并对其进行了测试。计算和测试结果表明,经过端部系数修正后的热功率计算值与测试值接近。对方程的解析解进一步分析得到电磁热机结构参数与热功率之间的解析表达式,利用其计算得到极对数、气隙长度、定子内径和铁心长度与热功率的关系曲线,并进行了相关分析。     

电热油汀温升及舒适性研究

为解决目前电热油汀温升符合国标和满足用户舒适性要求的矛盾,本文分析影响电热油汀取暖效果的因素,通过对电热油汀结构优化、发热管选型优化等方法,经过温升测试及舒适性模拟测试证明,可以满足国家标准对温升的要求和用户的舒适性要求,为以后电热油汀的改进和优化设计提供了参考。     

热电偶模型的非线性估计

讨论了利用人工神经网络对热电偶传感器进行模型辨识的方法,采用这种方法要比传统的ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ查表匹配法具有更好的灵活性与适应性,可以方便实现在线地对热电偶模型进行修正,从而提高了热电偶传感器的测量精度。     

基于集总参数法的IGBT模块温度预测模型

从IGBT模块的内部结构和故障机理分析,得到影响IGBT模块可靠性的主要因素是温度的结论,而IGBT模块各层的温度是很难用实验的方法测取的。为了解决这一问题,在分析IGBT模块内部导热机理的基础上,利用瞬时非稳态导热的集总参数法建立热网络模型,并给出热损耗值、等效热阻、等效热容的提取方法。通过与制造商提供的IGBT模块结温实验数据、实测的底板温度和有限元模型相比较,热网络模型温度预测误差小于5%。     

应用瞬态热路法计算直流电磁铁的温升

建立了直流电磁铁的温度场模型，通过对温度场的分析，建立直流电磁铁的热路数学模型，研究了电磁铁中热的流动，与温度场的计算结果进行对比，并用实验加以验证。     

基于VC和ANSYS的变压器模型参数计算平台设计

对ANSYS进行了二次开发,利用ANSYS提供的APDL语言和VC语言设计了变压器模型参数计算平台。     

大型水轮发电机定子温升计算研究

在水轮发电机的设计过程中,温升计算是设计的主要内容之一,它直接关系到电机的出力、效率等性能指标,同时也影响到电机的使用寿命和运行的可靠性。准确的温升计算不仅是制造厂家多年来寻找的目标,也是电机运行部门关注的重要问题之一。因此,对电机内部温升计算方法的研究是十分必要的。以向家坝大型水轮发电机为算例,分别应用网络法和温度场的计算方法计算定子温升,两种方法计算结果基本吻合。