基于数值分析牵引电机冷却水道流动传热分析

牵引电机冷却水道内冷却液的流动与传热是冷却系统工作的核心环节。水道内壁面直接与冷却液接触发生热交换,使电机散发的热量以对流换热的形式通过壁面传递给冷却液并进入冷却环路。根据四种不同结构的牵引电机冷却水道结构特点,针对牵引电机冷却系统的流动与传热特性建立基于有限体积法冷却系统数值仿真模型,并建立冷却水道冷却效果评价模型,通过对不同结构冷却水道流动与传热的数值模拟,分析比较冷却水道的冷却效果。搭建牵引电机温升及效率特性试验平台,通过试验得到电机在各种工况和冷却条件下效率及温升的重要试验数据,为冷却系统的设计提供重要参考依据。同时,通过试验结果和仿真结果的对比研究,验证数值仿真的可靠性。可以看到,采用数值方法设计和研究牵引电机冷却系统充分体现了数值模拟的低成本、速度快和结果全面的优势,是今后设计和开发工作的重要方向和主要手段。     

涡旋压缩机用电机冷却系统CFD传热分析

阐述了基于流体和固体耦合的涡旋压缩机电机冷却系统的仿真原理及方法,结合有限元仿真软件ANSYS Fluent,构建了涡旋压缩机电机冷却系统的流固耦合仿真模型,获取了电机内部及周围冷媒的温度和流场分布信息,并制作样机进行了试验,试验结果显示模拟结果和试验结果具有很强的一致性,为涡旋压缩机电机结构改进和冷却性能优化提供理论依据。结合电机结构和压缩机低压腔气路分布的特点,为增大冷却电机冷媒流量,对电机转子打孔的方案进行模拟分析,模拟结果显示能有效改善电机散热。     

新能源车用驱动电机水道优化设计

对新能源车用驱动电机的水道进行了优化设计,基于star-ccm+对不同层数的轴向水道进行了仿真,通过流阻和流速对比分析,选择最优水道层数为16层。基于star-ccm+对电机温升进行了仿真计算,论证了所选择的16层水道冷却效果较为明显。最后通过试验对流体仿真结果进行了验证,流阻仿真结果与试验测试结果较为接近,说明所建立的水道设计方法比较准确和高效。     

牵引电机冷却系统流固耦合传热分析

牵引电机功率大、损耗大、散热空间小,保证其良好的冷却散热性能是车辆安全运行的重要保障。建立牵引电机冷却系统流固耦合传热仿真模型,结合牵引电机冷却水道评价指标,分析冷却系统流体场与固体场相互耦合的传热过程,分析冷却系统流场对电机内部温度场的影响,研究冷却液、电机损耗、入口温度、水道宽度等对温度场的影响。结果可知:冷却液流量的增大可以有效降低电机温升,电机绕组损耗对电机温升的影响远大于电机定子损耗对电机温升的影响;水道宽度在18mm时冷却结果最优。搭建牵引电机温升试验平台,分析电机损耗、电机内温度、冷却系统的温度等,获得冷却系统对牵引电机温升的影响规律,并与模拟值进行对比,从而验证了仿真模拟的准确性,分析结果可以作为设计参考的依据。     

矿用皮带机用直驱永磁电机冷却系统研究

针对矿用皮带机直驱永磁电机温升高和散热困难的问题,对轴向三角钢型水道、轴向直槽型水道和径向螺旋形水道的冷却效果进行了对比分析。首先给出了电机电磁设计的基本方案和3种水路结构的物理模型;采用场路结合的计算方法,对电机的铜耗、铁耗、永磁体涡流损耗、杂散损耗及风磨耗进行了计算;建立了3种水道结构的三维仿真模型,得到了电机在不同冷却水道下的温度分布;进行了样机温升实验,采集了电机额定负载下温升实验数据,并与仿真结果进行了对比。研究结果表明:实验数据与仿真数据吻合良好,验证了仿真的正确性;三角钢型冷却水道冷却效果最佳,直槽型冷却水道冷却效果较差。     

铁路机车散热风扇气动特性仿真与试验验证

以铁路车辆某型号散热器冷却风扇为研究对象,按照GB/T 1236—2000建立试验风道流场模型,利用Fluent完成了散热风扇气动特性的仿真分析;根据标准进行相同条件下的气动性能物理试验,并对各项气动特性指标进行了测定;分别提取仿真与试验结果数据,并将结果进行对比。结果表明:在合适的网格密度条件下,仿真结果与试验结果具有较高的吻合性,验证了仿真模型的实用性和可靠性,为冷却风扇的优化设计与可靠性分析奠定了基础。     

核反应堆冷却泵屏蔽式感应电机屏蔽套涡流损耗分析与计算

屏蔽套涡流损耗的传统解析计算方法由于假设过多而存在较大的误差,文章通过对核反应堆冷却泵内屏蔽式感应电机结构的分析,从电磁场涡流理论出发,结合有限元法推导出屏蔽套涡流损耗表达式,建立了二维涡流场数学模型,对屏蔽套涡流损耗进行了分析与计算。为准确得到屏蔽套涡流损耗结果,仿真结果经傅里叶时域变换后再进行计算,通过与传统解析计算方法及实验数据比较,验证了有限元方法在屏蔽套涡流损耗计算中的准确性。结果表明,屏蔽套电磁涡流损耗占核反应堆冷却泵屏蔽式感应电机总损耗的43.46%,为核反应堆冷却泵屏蔽式感应电机的设计和性能分析提供了有利的技术支撑。     

立式电机定子模态有限元仿真及试验研究

以某立式电机为原型,建立了电机定子的真实三维实体模型,用有限元方法建立了动力学分析模型.在MSC.Nastran环境下,进行了定子的模态仿真分析,研究了其固有振动特性,得到了定子前6阶固有频率和振型.进行了定子的模态试验,试验数据与仿真分析结果对比表明,两种方法结果接近.研究成果既反映了电机的动力学性能,又为电机的动态特性分析奠定了基础.     

基于KULI的某重型商用车发动机冷却系统的仿真与试验研究

以某重型商用车发动机冷却系统为研究对象,利用整车热管理仿真软件KULI建立了冷却系统模型,进行了发动机冷却系统的仿真计算,并与试验数值进行比对分析。结果表明:仿真结果与试验数值吻合较好,仿真模型可靠,为发动机冷却系统的设计与匹配提供理论依据,通过软件仿真可以大大提高冷却系统分析效率,节省试验费用。     

基于Ansoft的通风机用永磁无刷直流电机设计与分析

采用Ansoft中RMxprt模块,对通风机用永磁无刷直流电机进行设计,得出了电机各部分的尺寸和相关参数,并采用Maxwell2D模块对该电机空载时的相关特性进行仿真和分析。最后对仿真结果与样机试验结果的各项性能指标进行了对比,验证了仿真模型和分析的准确性。     

汽雾冷却下高速切削GH4169切削力仿真及试验分析

汽雾冷却切削技术可以减少切削过程中的切削力,改善材料的切削性能,提高刀具的使用寿命.文中建立了汽雾冷却下切削GH4169有限元仿真模型,在仿真模型中分析切削力随切削参数变化的规律.其次,在汽雾冷却条件下,使用陶瓷刀片车削GH4169.对比分析仿真数据与试验结果,验证换热系数可提高仿真分析的准确性,为汽雾冷却下高效切削G...     

矿用变频一体机的设计及散热仿真分析

为解决变频器对电机所造成的干扰且变频一体机散热效率不高的问题，在对矿用变频一体机电机进行设计的基础上，重点综合电机的损耗确定了散热方式为外壳水冷结构及其关键参数；基于ANSYS软件建立了仿真模型对螺旋式水道的冷却效果进行验证，并取得理想结果。     

基于Preisach模型的永磁同步轮毂电机损耗及温度场建模与分析

针对永磁同步轮毂电机运行过程中发热明显,严重影响永磁体性能和电机寿命的问题。开展电机铁心材料磁滞特性试验,测试一维磁化条件下的磁滞回线,考虑不同磁场强度和磁场高频特性对磁滞特性的影响。考虑到经典Preisach理论无法解释磁场频率过高的现象,基于对称小回环（Symmetric minor loops, SML）的密度函数离散化方法建立高频磁场强度变化的磁滞特性模型,通过与试验结果的对比发现该方法预测结果准确,对于在不同频率下的磁化特性有很好的模拟效果。根据铁心损耗的影响因素分析,提出考虑旋转磁化影响、磁密谐波影响的铁心损耗旋-交系数计算铁心损耗。最后建立电机三维温度场模型,仿真计算不同工况下各个部件的温升情况及危险点,并在试验台上进行电机温升试验,与仿真结果进行对比验证。仿真结果电机温度最大值为73.2℃,试验最高温度为72.6℃,证明电机损耗计算以及温度场仿真的准确性。研究结果表明,考虑磁场强度和磁场频率对铁心磁化特性的影响,能有效改善电机电磁计算中的缺陷,提高电机电磁场、损耗及温度预测的准确性。     

增压中冷柴油机润滑系统优化设计

对某增压中冷柴油机润滑系统关键部位的机油流量、压力与温度进行台架测试;建立该柴油机润滑系统的仿真模型,对润滑系统的流动特性进行仿真分析,试验结果与仿真结果基本一致,验证了仿真模型的准确性。研究表明:该柴油机润滑系统机油泵供给充足,关键摩擦副的流量、压力满足要求,最小油膜厚度明显高于许可值。在满足关键摩擦副润滑要求的前提下,优化了活塞冷却喷嘴尺寸和机油泵流量特性,解决了活塞冷却喷嘴冷却过度的不足。     

半球动压电机装配锁紧力矩量化控制技术

半球动压轴承电机在装配过程中,电机轴与两端螺母锁紧配合,其锁紧力矩影响电机的精度稳定性和可靠性。应用ABAQUS仿真软件,对电机在不同锁紧力矩下,电机轴和半球的应力分布及变形情况进行仿真,确定了螺母锁紧力矩的量化控制范围。结合应力及变形的仿真结果,使用力矩扳手对电机的锁紧力矩进行量化控制,并跟踪电机在随机振动试验和温度循环试验的性能检测。结果表明,采用锁紧力矩量化控制的电机性能非常稳定。该研究成果应用到实际生产中,解决了动压电机精密装配过程中的瓶颈问题,使半球动压轴承电机自身的可靠性和稳定性大幅提高,确保了产品一致性,并为同类产品精密装配提供了参考和借鉴。     

风扇安装位置对整车冷却能力的影响研究

采用试验和仿真方法研究了某牵引车风扇位置变化对整车冷却能力的影响,仿真与试验结果对比,证明了仿真模型的有效性。在仿真模型的基础上,用仿真方法研究了散热器与机体总距离一定时风扇位置变化对散热器进风量的影响,研究得出:风扇距散热器距离对冷却能力的影响十分显著;随着风扇与散热器距离增大,经过散热器的风量增加,并且增长趋势存在转折点。此外,用仿真方法也研究得出了散热器与机体总距离变化不影响风量变化趋势,但加大总距离,趋势转折点对应的风扇与散热器距离增大的结论。     

变频压缩机电机电感仿真与测试方法的研究

随着对变频压缩机高能效的深入研究,永磁辅助同步磁阻电机得到了愈来愈多的应用。对于永磁辅助同步磁阻电机而言,交、直轴电感对电机性能的影响很大。本文针对永磁辅助同步磁阻电机电感仿真及测试方法进行分析,提出一种比较实用的d、q轴电感仿真及测试方法。利用提出的电压积分法进行电感参数测试试验,测试结果基本与仿真值相符合,最后利用比较输出电磁转矩方法验证仿真及测试方法的准确性,具有很高的实用参考价值。     

防弹钢PRO500磨削过程有限元仿真与试验

对难加工材料防弹钢PRO500进行了有限元仿真分析,获得了这一材料的磨削温度分布。同时通过热电偶法对防弹钢PRO500进行了磨削温度测量,结果表明有限元仿真值与试验测量值吻合,确认磨削加工中水蒸气冷却相比低温气动喷雾冷却与常规乳化液冷却具有更好的效果。所做仿真与试验可以为防弹钢PRO500磨削过程中合理选择冷却方式、磨削参数提供参考。     

深度混合动力变速箱液压系统设计与动态仿真

设计并仿真了某款车型的深度混合动力变速箱液压系统.根据变速箱液压系统功能需求对液压系统的液压源与主油路控制系统、换挡元件与驻车控制系统以及冷却润滑系统进行原理设计,并结合理论分析计算出各元件的参数.利用AMESim软件建立了液压系统动态仿真模型以及冷却润滑油路的流量分配模型,基于试验数据与仿真结果的比较验证了模型的正确性,对主油路建压特性与冷却润滑油路流量分配进行了动态仿真,结果表明,此设计满足液压系统的压力控制与流量需求.     

油冷电机喷油孔流量分配特性分析方法研究

为解决油冷电机喷油孔流量分配不均导致的电机内部温升不均、局部温度过高问题,通过三维、一维分析方法,仿真得到某混合动力变速箱双电机油冷系统喷油孔的压力分布和流量分配。通过流量分配台架试验,验证了仿真分析的精度,并通过三维分析校核了初始方案和一维模型各点的压力分布。最后基于AMESim一维优化方法,对喷油孔直径等影响喷油孔喷射质量的关键因素进行多参数优化分析,优化后的油冷系统最大压差减小11.85%,电机的冷却均匀性得到较大改善。