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。     

ANSYS软件在高功率密度异步电机定子热分析中的应用

介绍了应用ANSYS自带的APDL编程语言进行软件开发的经验。将该软件应用于高功率密度异步电机定子热分析中。实现了该电机定子自动建模、自动施加载荷的功能，使用和修改都很方便。并且计算速度快。通过对该电机定子温度场计算结果的后处理，得出了该电机定子运行在不同时间段里的温度分布图，以及该电机定子壳体任一节点的温升曲线。     

异步电动机定子绕组温度在线监测

三相异步电动机在故障状态运行时,流过定子绕组的电流过大,使定子绕组温升过高,导致定子绕组绝缘层烧毁,这是电动机烧损的根本原因。对电动机定子绕组温度进行在线监测,将有效地防止电动机烧损。本文基于过程辨识理论提出了定子绕组温度在线预测的方法。     

高功率密度永磁同步电动机散热设计及热场分析

高功率密度永磁同步电动机由于单位体积上所折合的输出功率大而具有广阔的应用前景.但单位体积上输出功率大的同时,发热量大,导致整机温升严重,合理的散热设计对高功率密度电动机至关重要.先计算电动机额定负载运行时的各种损耗值,分析电机温升特点,再合理地设计电机的冷却结构,最后对电机进行热场仿真分析.以一台21kW、11000 r/min航空油泵电机设计为例,对电机进行了散热结构设计及热场分析.试验数据表明,电机发热计算及热场分析准确,冷却结构设计合理.     

油冷电机定子冷却结构散热仿真研究

针对电机散热问题，新能源汽车所用油冷电机在定子内部建立冷却结构，引入油来直接冷却定子及绕组。而优化定子冷却结构可以提升电机散热性能来达到提高电机功率密度和效率的目的。定子内部和喷油环通入冷却油后，流动状态复杂多变，故采用计算流体动力学仿真方法，建立油冷电机三维CFD模型，对电机内部流场和温度场进行有限元计算和分析，得到内部流体流动特性和电机温度分布特性。并主要分析定子冷却结构的入油口结构和喷油环关键冷却参数对流场及温度场分布的影响，并加以优化。最终优化的方案相比于优化前的方案，可使电机温度降低5～10°C。试验结果进一步验证了冷却结构散热仿真的准确性，为油冷电机技术的应用和推广提供了有力支撑。     

鼠笼式三相异步电动机温升解析

主要讲述了三相异步电动机定子绕组温升的影响因素和轴承温升的测量方法,对电机各部分温升及电机温升过高造成绕组烧坏的情况进行了分析,并对H315及以上机座号电机轴承温升过高的情况提出修理措施。     

灰渣泵房冲洗水泵电动机冷却风路的改进

湛江发电厂2号灰渣泵房冲洗水泵电动机在运行中出现外壳温度过高现象。为了保证电动机的安全运行，在电动机上开了测温孔，用红外线点温仪测得电动机冷态启动时的温升数据。电动机运行温度过高的原因是冷却器冷却后的空气出口与电动机冷风入口不重叠，导风筒直线部分与转子铝风叶间距离偏大，漏风较严重，冷却效果差。针对此情况，进行了冷却风路的改造，合理地解决了该电动机冷却风路上存在的弊端，有效地降低了定子铁心、定子线棒的长期运行温度，确保了电动机的安全运行。     

电磁负荷分配与温升

本文以封闭式三相异步电动机的一个派生品种——防爆电动机为例,讨论因电磁负荷的分配,也就是固定、转子各部分的电密、磁密的比例关系的改变对温升(本文一律指用电阻法测得的定子绕组的温升)的影响,并用定子为铜线绕组。转子为L_1纯铝的铸铝转子的防爆三相异步电动机为代表阐述如下。在“电机设计”给出的异步机温升计算公式中,代表发热的参数是热负荷AΔ_1及定子部份的损耗。 A——定子绕组的线负荷(安/厘米);     

用定子叠频法进行电动机温升试验

温升试验是三相异步电动机型式试验的重要试验项目之一。文章介绍了适合大型电机温升试验的定子叠频法。     

异步电动机过负荷保护模型的研究

本文在分析电动机传统的反时限过负荷保护的基础上，根据导体中流过电流时的发热，散热微分方程得到了累加定子电流的反时限过负荷保护动作方程，经简化后得到累加定子电流的实时的用时限特性递推公式，该递推公式真实地反映了异步电动机过负荷时的发热情况，体现了温升越高散热越快的散热状态。     

油摩损耗对电潜泵用永磁电机流固耦合传热计算的影响

电潜泵用永磁电机工作在高温高压的特殊环境下,采用润滑油作为潜油电机的润滑和冷却物质,润滑油随着转子在气隙中运动。以往研究只考虑了转子油摩损耗,然而相比于空冷、水冷等冷却方式,油冷时,润滑油黏度较大的特性是不可忽略的因素。且电潜泵用电机转速较高,润滑油对定子侧产生的油摩损耗是否可以忽略及其对电机温升的影响需进一步探究。因此,以一台15 kW潜油永磁电机为例,推导出了定子油摩损耗近似解析式,提出了定子油摩损耗与转子油摩损耗的关系规律。基于计算流体力学和流固耦合传热理论,研究了气隙处流体流动特性,证明了定子油摩损耗近似解析式的准确性,得出了电机各部件温升分布,并分析了定子油摩损耗对电机的温升影响。     

双水内冷同步调相机定子温度场分析

温度场的研究对双水内冷同步调相机安全运行具有重要的意义。针对双水内冷同步调相机,采用有限元法建立了电磁场二维模型以及流体-温度三维温升计算模型,求取了电机不同运行工况下的电枢电流、励磁电流以及对应的电机定子损耗。在此基础上,根据流体-温度耦合的传热理论,以定子线圈和铁心损耗为热源,求解定子各部分温度分布,研究电枢电流、冷却水流速、冷却水进水温度对定子温升的影响。结果表明,双水内冷同步调相机运行时定子下层线圈温度高于定子上层线圈温度,定子线圈最高温升与电枢电流的二次方呈正比,且其温升与冷却水的流速相关,与进水温度成正比。本文中关于温度场的研究可为大型同步调相机散热结构优化及过载能力分析提供理论参考价值。     

车用液冷机壳电机定子绕组热性能直接设计法

电动汽车驱动电机极力追求高密度轻量小型化,不断推进电机的冷却散热与热传导技术的进步与发展。为此,开展车用驱动电机的电-磁-热一体化设计方法研究,通过构建一种工程化定子热路模型提出了定子绕组热性能直接设计法及其关键热参数,并直接融入电磁设计中,强化热性能设计的同时也弥补了传统电磁设计热负荷AJ值评估热性能的缺陷。通过快速评估电机的热传导能力和绕组温升,可评估比较不同设计方案的热性能,得到电-磁-热一体化设计的最佳解决方案,从而提升电机持续运行的输出转矩。采用定子绕组热性能直接设计法,改进设计了一台液冷机壳车用永磁同步驱动电机样机,显著降低了定子绕组温升。样机温升试验验证了定子绕组热性能直接设计法及其关键热参数评估热性能的有效性。     

新型浸润式蒸发冷却电机定子三维温度场的研究

浸润式蒸发冷却优越于其它冷却方式，为电机定子的运行提供了安全、可靠、高效的绝缘及传热的整体大环境，其对应的温度分布状况值得深入研究。文中以一台高功率密度、高速整流异步发电机的定子为研究对象，根据制造企业的工艺允许条件，提出一种适合于浸润式蒸发冷却电机定子的新型绝缘结构，对该结构中的气、液、固三相电绝缘体系的温度场分布等问题进行了系统的理论仿真计算与模型试验，基于仿真和试验两方面的结果，对这一结构给予了可行性分析，确定了其运行时的额定负荷，为以后同类型电机的设计提供理论依据。     

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。     

成型绕组永磁电机优化设计

成型绕组电机净槽满率高,在电机的额定功率、冷却系统、定子内外径、定子槽面积不变的条件下,采用成型绕组时,电机铁心长度更短,转矩密度更高。将节距为1的传统上下双层成型绕组结构改为左右放置,降低了成型绕组的绕制难度,提高了生产效率。开口槽槽口宽度较大,会增加气隙磁密中的谐波含量,降低电机运行稳定性。采用Taguchi方法,以成型绕组电机的气隙长度、定子槽宽和槽深为优化变量,对齿槽转矩、输出转矩进行优化;并建立电机模型进行有限元仿真分析。最终,通过样机试验验证了扁铜线成型绕组电机方案设计的合理性。     

异步牵引电机冷却设计的分析与验证

以某异步牵引电机为例,介绍了电机冷却系统设计的过程和主要原则。分析了电机内冷却介质的流动特性并提出改善流量分配的措施;通过对比电机定子绕组温升的计算值与试验值,验证了计算方法;详细分析了海拔高度对空气性质和电机绕组温升的影响,并阐述了在冷却设计时考虑运行环境因素的重要性。介绍的设计思路和结论对异步牵引电机的冷却设计具有一定的参考价值。     

全封闭大功率永磁牵引电机的温度场数值计算

为研究全封闭大功率永磁牵引电机额定工况下的稳态温度场,以一台额定功率为815 kW的永磁同步牵引电机为研究对象,依据成型绕组槽部导热模型,建立了整机三维温度场共轭传热计算模型。考虑旋转磁化、冲压过程和磁密高阶谐波对定子铁耗的影响,以及水套-定子铁心间接触热阻抗对电机温升的影响,采用Fluent软件对电机额定工况下的稳态流场与温度场求解,使用电阻法和埋置检温计法（ETD）测得电机在额定工况下绕组的平均温升、铁心测点和绕组端部测点局部温升,绝对误差分别为-3.7 K、-0.3 K和7.6 K。进一步分析了电机水路和内风路流场分布特性、水套-定子铁心间接触间隙对绕组平均温升的影响以及槽内绕组附近的温升分布情况,最后提出了该类电机冷却系统设计优化方向。     

600MW发电机定子线棒温差偏大的原因分析及对策

发电机定子线棒温差偏大会严重影响发电机的安全运行。结合兰溪发电厂600 MW发电机层间及出水温差偏大的原因分析,采取发电机线棒割管检查、发电机定子线棒酸洗、提高定冷水pH值、定冷水箱密封改造等处理对策,解决发电机温差偏大和定冷水流量下降缺陷,为存在类似问题的发电厂提供参考和借鉴。