大型高效电动机冷却器弧板结构对冷却器综合性能的影响

为了研究空冷电机弧板结构对冷却器综合性能的影响,依据计算流体力学与数值传热学理论,以一台YXKK710-4,4 000 kW大型高效异步电动机为参考样机,建立了冷却器的物理模型和数学模型,给出相应的基本假设和边界条件,并进行耦合场数值计算和分析;在保证弧板区域轴向长度不变的前提下,对冷却器弧板结构进行了优化计算,优化后的弧板区域涡流明显减少,同时冷却性能有所提高;以此作为依据重新生产制造了一台冷却器,测量得到了额定状态下新旧结构冷却器各自的流量,并对新旧结构冷却器各冷却管的流量分配进行了测量和细致分析;测量了冷却器内外风路各出口处的温度,并和数值计算结果进行了对比.实验证明优化弧板结构后的冷却器综合性能更好,研究结果为高效电动机的优化设计提供了理论依据和新方法.     

高速电机的设计特点及相关技术研究

简要介绍了高速电动机和发电机的结构类型、设计特点、关键技术及研究现状.以高速永磁电机为例，重点阐述了高速转子的电磁与结构设计、转子强度与刚度分析、永磁体的保护方法、定子铁心与绕组的结构设计与电磁性能计算、高频与高速附加损耗计算、温升计算与冷却散热方式.此外还简要介绍了高速磁悬浮轴承的结构原理与控制方法、高速发电机和电动机的功率变换与控制技术，并对高速电机的发展趋向进行了展望.     

高空电推进系统用永磁无刷直流电动机温度场分析

永磁无刷直流电动机是高空电推进系统的重要部件之一,其性能指标与温升密切相关,高空环境下散热条件的改变使得温升分析尤为重要。文章以一台表贴式永磁无刷直流电机为研究对象,对电机进行了高空环境下的温度场建模,确定了电机在高空环境下的散热边界条件以及电机内部各种传热系数,利用有限元分析方法对电机进行了温度场仿真。通过高空电推进系统用永磁无刷直流电动机高空适应性研究的实验,对比了陆地环境和高空环境电动机温度场的变化。研究表明文中永磁无刷直流电机温度场模型及电机内部传热系数的计算对高空环境下电机的温升分析和散热设计具有一定的参考价值。     

轨道交通用永磁牵引电机通风结构研究

为了能够有效改善轨道交通用永磁同步牵引电动机的散热性能,以一台600k W的永磁同步牵引电动机为例,在了解其通风结构的基础上,基于计算流体动力学及数值传热学,结合电机温度场分析的数学模型,建立了此台电机整轴向、半周向的三维物理分析模型。并结合有限体积元法对该模型进行数值计算,得到了电机内各主要元件的温升分布结果,并总结其产生原因。为轨道交通用永磁同步牵引电动机冷却性能的提升,以及更大容量牵引电机的通风结构的优化做参考。     

径向通风电机流体流动及传热特性分析

为研究径向通风电机内部流体分布、传热性能及温升特性,根据径向通风电机通风结构及传热特点,建立三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条件,采用有限体积法对流体场及温度场进行求解,得出电机内部冷却介质流动性能、传热特性及电机各部件的温升分布情况。最后,对电机定转子股线、绝缘及铁心温升分布做了详细分析,获得电机温升分布趋势及温升最大值的位置。为径向通风电机综合物理场的准确计算以及通风结构的优化提供了理论依据。     

径向多结构特征下风力发电机冷却性能研究

为了提升风力发电机的通风冷却性能,降低其运行时的温升,以一台3 MW永磁风力发电机为例,结合发电机的通风冷却性能及结构特点,在基本假设的基础上,建立发电机定转子流固耦合的三维物理模型,并给出求解条件。根据流体力学以及传热学理论,采用有限体积元法对电机内流体场与温度场进行了数值计算。同时,对径向通风沟提出了多种结构方案,并对不同方案下电机内流体流动特性及各主要部件温升进行了对比分析。研究结果表明:在一定范围内通过减小径向通风沟的轴向尺寸,能有效提高电机的冷却效果。当采用结构方案Ⅲ时,求解域内最高温升较原模型低6. 04 K。     

核反应堆冷却介质驱动电机通风结构内流体特性分析

核反应堆冷却介质驱动电机是高温气冷堆一回路中的关键设备,作用是将氦气作为冷却介质驱动其在系统中交换热量,为研究冷却介质的流体特性与其在电机内的流体场分布对电机温升甚至整个系统的影响。以一台4 500 k W驱动电机为例,考虑以氦气为冷却介质的风磨损耗公式不同于传统公式,对风磨损耗进行重新计算;通过建立该电机通风系统的3D流体场计算模型,基于流体力学原理,采用有限元法得到通风系统内的流体分布;最后,为更好的研究氦气的流体特性,以空气作为对比对象,分析流体性质差异对电机气隙、转子轴向流速和通风沟径向风速分布的影响;结果表明:在相同条件下,氦冷时流体域内各区域流速低于空冷9.4%,有助于减小风磨损耗对电机温升的影响。     

同步电动机阻尼绕组的起动电流与温升

本文讨论了用场路结合,d—q轴等值电路配合有限元求解电机电磁场,计算同步电动机在起动过程中阻尼绕组电流和温升的方法。对一台2200KW实际同步电动机阻尼绕组起动温升的计算值同实测结果进行了比较,表明文中提出的方法切实可行,具有较好的工程精确度。文中还讨论了定子电压及转子励磁绕组串接附加电阻对阻尼绕组起动电流与温升的影响。     

具有自调节通风性能的大型永磁同步发电机内流热特性数值研究

为了探究具有自调节通风功能的结构紧凑型大型永磁同步发电机内部流体流变特性及温升分布规律,以一台6 MW永磁同步发电机为例,基于电机学和数值传热学理论,结合流-热耦合机理,根据电机实际冷却结构选择一个周期作为求解域,建立三维流体场与温度场耦合分析数学模型及物理模型. 采用有限体积元法对永磁同步电机三维温度场进行数值研究,对发电机定转子铁心、定子绕组与绝缘以及永磁体的温升分布特性进行详细分析. 通过与电机绝缘温升限值的对比分析,验证了其求解方法的合理性以及计算结果的准确性,为永磁同步发电机温升的计算及通风结构的设计提供参考依据.     

三相异步电动机改△-Y混合绕组的节能修理

分析了三相异步电动机采用△-Y混合绕组型式抑制高次谐波和降低电机损耗的原理.三相异步电动机改△-Y混合绕组,能改善电机性能,降低电机温升,是老式电机节能改造的一种行之有效的措施.并对电机改绕时的接线问题进行了初步探讨.     

波形刃铣刀片温度场和应力场的耦合分析

为研究波形刃铣刀片在铣削过程中温度场和应力场的耦合状况,探求刀片的失效机理,依据金属切削理论、铣削温度试验及铣削力试验,建立了温度场和应力场有限元分析的边界条件.采用有限元分析软件ANSYS进行了温度场和应力场的有限元分析,并且进行了这两种物理场的耦合分析,得出了耦合状况下铣刀片等效应力的分布规律和受力变形情况,为铣刀片的三维槽型开发和优化设计打下了基础.     

直流电弧炉熔池内电磁流体流动与传热的数值模拟

建立了描述直流电弧炉内磁场强度、电流密度、速度场、温度场的数学模型。数值求解控制方程，绘制了描述３０ｔ直流弧炉熔池的磁场强度、电流密度、洛仑兹力、流函数、速度及温度分布曲线，预示与测定的温度场相符合，计算的循环流量与有关文献的相一致。     

广义可拓域和广义稳定域

给出了广义可拓域和广义稳定域的概念，讨论了它们的实际背景以及与可拓域、稳定域的关系，并获得了它们的若干性质．     

管道漏磁内检测裂纹缺陷仿真与实验研究

针对管道漏磁内检测中裂纹与磁化方向角度过小难以识别问题,分析了直流电磁铁轴向励磁条件下裂纹角度对漏磁检测信号的影响以及裂纹漏磁信号的特征。采用Comsol有限元仿真软件,对管道内壁不同角度0.2 mm裂纹缺陷进行了仿真分析;搭建了直流电磁铁轴向励磁实验平台,采用电火花技术加工不同角度裂纹试件,进行裂纹角度问题的拖拉实验。结果表明,裂纹与磁化方向最小可检测角度为25°;随着裂纹角度的减小,漏磁信号峰值逐渐减小,信号跨度越大,噪声信号影响越大;当磁化方向与裂纹垂直时,漏磁信号幅值最大跨度最小,磁化方向与裂纹平行时无漏磁信号产生。     

T型接头激光焊接的温度场和应力场的数值模拟

基于SYSWELD的焊接分析功能,采用有限元方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况,应用SYSWELD软件的校正工具对三维高斯热源进行校核.考虑各相的热物理性能参数与温度的非线性关系,建立焊接过程的数学模型和物理模型,以不锈钢X5CrNi1810为例,对T型接头进行三维动态模拟.结果表明:随焊接速度的减小,热循环在高温时刻停留时间增加,冷却速度减慢;随着远离起始端距离的增加拉应力值逐渐减小转变为压应力,最后趋向零.     

三维复杂槽型铣刀片力热实验研究及物理场分析

对波形刃铣刀片(前刀面为波形曲面)进行了力热实验研究及物理场分析.进行铣削力实验,建立了波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数.在受力密度函数的基础上,对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度实验基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;又在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下的等效应力的分布规律和受力变形状况.以上工作为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

三维复杂槽型铣刀片物理场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃（前刀面为波形曲面）铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片物理场分析。在已建立的铣削力数学模型的基础上,建立波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数;在受力密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度数学模型基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下等效应力的分布规律和受力变形状况。     

高温蓄热式加热炉中的燃气流流动分析

运用Fluent软件对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧过程进行了模拟研究.比较分析了影响炉膛内气流温度、流场以及烟气质量分数分布特征的主要因素.结果表明:当天然气和空气的预热温度都不变时,改变天然气和空气射流间的夹角,会影响炉膛内的温度分布,炉内的最高温度几乎呈线性降低,炉内平均温度呈二次曲线变化先增大后减小.当天然气和空气射流间的夹角为35°时,炉内表面和钢坯表面温度比较均匀,并且NO生成量少,对提高钢坯的加热质量和降低环境污染均非常有利.     

平面近场扫描技术及其测量系统

简要介绍了平面近场扫描原理,据此研制成功的测量系统的可实现平面,柱面等多种方式的近场扫描,近远场变换以及数据分析和各种终端处理。     

用磁场元的叠加法求解涡旋电场

本文用磁场元的叠加法计算二维变化的磁场所产生的涡旋电场,解决了在普通物理学范畴内通常无法解决的问题,并用此法求解了两个算例。