基于FEM的电动汽车用电机水冷系统分析

为研究水冷电机的散热情况,本文应用有限元分析软件对不同类型水冷系统模型进行了分析和对比。建立了环形水套、螺旋形水套和轴向水套模型,应用计算流体动力学(CFD)对水套内流体速度场进行了分析,采用有限元方法(FEM)对流固耦合求解域进行了温度场的求解,综合对比三种典型水冷系统的冷却效果,并得出一些有用的结论以便更好的优化设计电机冷却系统。     

永磁力矩电动机流体场分析与温升计算

利用流热耦合场对力矩电动机的温升进行了研究。着重研究机座表面散热系数对水冷电机通水和不通水状态温升的影响,通过循环迭代法获得不通水状态电机机座表面散热系数。通过试验验证,该方法获得的散热系数较接近电机实际散热能力。文章研究了不同冷却水温对该电机散热情况的影响,为该类电机设计时初始水温的选取和电机散热条件的改善提供参考。     

±800kV换流站空心平波电抗器温升控制措施研究

为改善干式空心电抗器各包封层的热点温升分布情况,对已运行的电抗器实测热点温升分布进行调研,归纳出一套用于电抗器设计的热点温升散热系数,通过建模仿真、真型电抗器试验进行验证,并将设计温升、仿真温升、试验温升进行对比分析,确定了仿真温升和试验温升的拟合度。基于散热系数对电抗器温升的预判能力,提出通过优化各层电阻分布、改善各层通风散热条件等方式改善温升分布均匀性,保证了电抗器的安全稳定运行。     

皮带输送机用外转子永磁同步电机温度场研究

可移动式皮带机输送机需要经常移动,自然冷却外转子永磁电动机不需要冷却系统,移动灵活、方便,又可以直接驱动皮带机,因此是可移动式皮带输送机的首选驱动方式。自然冷却外转子永磁电机转矩密度大、额定频率低,铜耗占总损耗的比例大且因其结构细长,磁负荷偏大,又因为外转子结构使其热源部分位于电机中部,且没有水冷系统,导致其自身散热比较困难。其温升设计与普通永磁同步电机不同,对此建立一种适用于自然冷却外转子永磁电机的等效热网络模型,分析不同热负荷下电机各部分平均温度及温升情况。并通过有限元软件仿真和样机试验进行对比分析,验证热网络模型的正确性,为此类外转子永磁同步电机温升预测和电机设计提供依据。     

盘式无铁心永磁发电机温度场分析和冷却方式研究

以针对取力发电系统设计的盘式无铁心永磁发电机为研究对象,基于仿真平台建立仿真模型,通过电磁场组件仿算了电机的温升来源,在稳态温度场组件中得到了电机自然散热条件下的温度场分布状况,并针对机壳散热系数的变化进行了对比分析。引入机壳水冷结构,优化冷却方式,结合流体场组件仿真分析了水冷条件下对电机温升的改善,为进一步研究打下基础。     

电动闸阀直驱永磁电机的设计与温度场分析

针对驱动电动闸阀的电机提出的转速低、转矩密度大、工作时间短的要求,以及工作在高温高压特殊环境中的特点,采用短时工作制直驱永磁电机代替低速性能差、转矩小的感应电机,并对电机的基本结构进行了设计。较高的热负荷会使电机温升问题变得突出,因此建立了永磁电机三维瞬态温度场求解模型,通过计算出的电机定子绕组铜耗、定子铁心损耗、永磁体涡流损耗和表面散热系数,得到电机三维瞬态温度场仿真结果。     

高速水冷永磁电机冷却系统分析

为了研究水冷系统对高速永磁电机冷却效果的影响,基于计算流体动力学(CFD)以及数值传热学理论,利用有限体积法对常用的轴向"Z"字型和周向螺旋型水冷系统进行详细分析,得到了水冷系统的流速、流阻及温度分布。在采用螺旋型水冷结构的基础上,对电机的流体场和温度场进行计算,分析了水道数、水道宽度、冷却水速及冷却水温对电机温升的影响。为高速电机水冷系统的设计与热分析提供参考。     

低速大转矩永磁电机的转子散热问题

对一台低速大转矩永磁电机进行有限元温升计算,并在保证电机性能参数基本不变的情况下对电机进行改进设计,缩短了铁心长度,提高了转矩密度,节省了材料。但改进后电机的转子和永磁体温度过高,易使永磁体退磁。结合fluent流固耦合计算方法,首先理论分析影响对流换热强弱的因素,然后研究加装散热风刺的不同尺寸对永磁体散热效果的影响规律,以及开设转子轴向、径向通风道对永磁体散热效果和温升分布的影响。最后进行样机试验,与理论分析结果进行对比,验证了所提转子散热方法的有效性及计算的准确性。该方法对低速大扭矩永磁电机的设计有借鉴意义。     

分布式驱动电动汽车用轮毂电机设计与验证

针对分布式驱动电动汽车用轮毂电机的高转矩密度及强散热需求,开发了一款轮毂电机.阐述了该轮毂电机的电磁设计方案,通过有限元建模与仿真,得到了空载及负载工况下电机性能参数.进行了机械结构设计及散热分析,提出了一种强制散热方法,有效降低电机温升.研制样机并进行了实验,测试结果表明,该轮毂电机性能与理论计算结果相符,满足设计要...     

真空干泵用两种驱动电机热特性对比分析

真空干泵驱动电机散热困难,需要严格控制其的温升,进而保证系统的长时间运行。以30 kW驱动电机为研究对象,设计了一台异步电机和一台18/12极双凸极永磁电机。两种电机的外形尺寸和功率等级等条件相同。同时,两种电机的冷却方式均采用机壳通有螺旋水道的水冷,分别对两种电机进行了温度场分析。分析结果表明,在额定运行时双凸极永磁电机具有更低的整体温升,更加适用于真空干泵机组。     

电动汽车用永磁同步电机散热设计与仿真试验

通过热管传热技术快速导出端部绕组的热量,实现电机温升的降低,是解决电动汽车电机高功率密度问题的途径之一。设计了热管装配工艺,利用ANSYS Fluent对2种电机进行有限元模型建立和温度场仿真计算,并制作样机进一步试验。试验结果表明:仿真结果与样机测试结果相近,高温区域位于绕组端部,装有热管的冷却系统电机设计能够有效地降低电机温升。     

电动汽车驱动电机绕组端部喷淋冷却温度场分析

电动汽车驱动用永磁同步电机（PMSM）具有功率密度高、质量轻、体积小、内部机构紧凑等特点。因此,电机内部散热压力较大,若不能及时有效地散热,会产生严重的温升问题,限制电机功率。针对PMSM绕组端部发热严重的问题,采用喷淋冷却的方式,通过将冷却介质离散化,分析了不同喷嘴、不同流量和不同喷淋位置下的冷却效果和流体运动情况。选择合理的喷淋形式与喷淋流量后,将喷淋冷却与水冷电机绕组端部的温度场进行比较。分析结果证明了喷淋冷却的有效性,为后续的电动汽车驱动电机的喷淋冷却研究提供了一定的参考。     

低速大转矩电机冷却系统数值计算

在低速大转矩电机系列设计中,考虑到机座的通用性和外形尺寸的规范性,采用了轴向水路的水冷机座结构。通过对电机冷却系统的流体场计算,得到了电机的散热情况,耦合温度场计算,得到了电机冷却水和机座的温升,并通过对机座的模态分析得到了电机的固有振动频率。     

一种轴向风冷结构对高速永磁电机转子温升的抑制研究

在变频器驱动方式下,高速永磁电机具有较大的转子涡流损耗,由于其转子的散热能力较差,易使永磁体温升较高,而发生不可逆失磁现象。采用机壳水冷结构可以有效地带走电机定子侧的热量,但是对于高速永磁电机的转子部位,水冷结构的冷却效果有限。以一台15 kW、30 000 r/min的高速永磁电机为例,设计了一种风、水混合冷却结构,基于流固耦合的计算方法分析了水速、风向以及不同风道截面积对电机永磁体部位温升的影响,并得出了相对的最优值。与仅采用水冷结构相比,增加该风冷结构可使永磁体温升降低了18.1 K,该结构可对大功率高速永磁电机的冷却系统设计提供一定的参考。     

永磁发电机混合冷却系统设计与数值计算

设计1台额定功率300 kW、额定转速2 700 r/min的永磁发电机,要求中心高不大于225 mm,则功率密度约是普通电机的6倍,电机的温升控制成为了亟待解决的问题。为了降低电机的温升,设计了水冷机座,通过有限元仿真计算,发现电机绕组端部温升仍然较高。为了进一步降低绕组端部温升,在原水冷机座基础上增加了4条轴向通风道,并使冷却水能够对4条轴向通风道内的冷却气体进行冷却,电机端部温升计算值显著降低。为了验证这种混合冷却结构的可行性,制作了1台样机并进行型式试验,试验结果与设计值基本吻合,从而验证了设计的准确性和轴向通风道对端部绕组散热的有效性。     

基于流固耦合方法的真空泵用屏蔽电机冷却系统分析

针对罗茨真空泵驱动电机在特殊环境下运行温升过高而导致电机烧毁的问题,通过流固耦合法综合选择合适的冷却系统,以保证电机的有效散热。以5 kW电机为研究对象,通过有限元法建立周向螺旋水路和轴向折返水路的电机仿真模型。基于流固耦合传热理论,分析电机内冷却介质的流动状态和电机温度分布,利用计算流体动力学(CFD)和温度场从流速、进出水口压差、电机鼠笼和绕组的温度分布等方面综合比较并选择更合适的冷却水路结构和尺寸配置。最后,对相应样机进行温升试验。试验数据与仿真数据吻合较好,从而验证了冷却系统设计的合理性以及仿真分析的准确性,为产品批量生产提供了科学依据。     

基于流固耦合的磁悬浮透平膨胀发电机冷却与温升特性仿真研究

与常规电机使用风冷或水冷不同,有机朗肯循环磁悬浮透平膨胀发电机可采用有机工质直接进行冷却。有机工质冷媒和散热结构对发电机温升特性影响的研究是十分必要的。以一台磁悬浮透平膨胀发电机为例,从雷诺数、散热系数等方面比较有机工质R245fa、空气和纯水三种冷却媒介散热性能的差异。建立先考虑机壳-定子-绕组的热仿真模型,分析不同散热结构下发电机的温升以选取最佳散热方式。再基于流固耦合建立磁悬浮透平膨胀发电机的有限元模型,进行冷媒及电机散热结构的优化设计分析。     

起重机驱动装置冷却结构设计及温升运行特性分析

起重机用新型驱动装置采用外转子结构,且相对于传统起升机构的一体化程度更高,易造成定子绕组散热困难。有别于传统电机设备的断续工作制,对温升计算提出了新的问题。根据设备特点,设计空心轴风冷的冷却结构。基于流体力学和传热学基本原理,建立流固耦合数学模型。以一台额定功率为90 kW的驱动装置为例,通过计算流体力学软件及其嵌入的自定义函数,依据传统起重机械设计要求的机构工作级别和极限操作工况,进行编程及模拟仿真。将温升计算结果与同等条件下试验数据进行对比,验证计算方法的科学性,并分析冷却机构的合理性,最终结果为后续起重机驱动装置的散热研究提供参考依据。