电动车用永磁同步电动机温度场仿真与实验分析

对电动车用5.5 k W永磁同步电动机样机进行研究,采用有限元法作为温度场分析的主要方法,分析计算电机损耗、导热和散热系数,建立电机模型并进行简化,对永磁同步电动机稳定运行时的温度场进行仿真计算与分析。搭建了永磁同步电动机温升实验台,进行电机温升实验,得到的实验数据与仿真计算数据接近,验证了仿真分析方法的科学性、合理性。     

超高速电主轴永磁无刷直流电机温度场分析

以一台0.6 kW、200 000 r/min的微细切削超高速电主轴内装式永磁无刷直流电机为例,引入等效导热系数,有效地解决了电机定转子之间气隙热交换问题。建立超高速电主轴内装式电机电磁场与温度场二维有限元模型,通过电磁场与温度场的单向耦合,计算了高速电主轴电机额定负载定转子瞬态温度场,分析了转子永磁体和合金钢护套的温度分布,研究了不同材料护套和换热方式对电机温度场分布的影响,对超高速电主轴永磁电机的优化设计具有一定的指导意义。     

车用变频调速水冷永磁同步电机三维温度场分析

为研究其三维温升分布规律,以一台48槽的纯电动车用水冷永磁同步电机作为研究对象,首先分析了电机的热损耗,计算了绕组的等效导热系数;然后采用流体场与温度场耦合法仿真计算额定工况下电机的三维温度场与峰值工况下电机的温升,符合设计要求;最后通过试验验证了仿真分析的正确性。     

基于ThermNet直线电机的温度场研究

针对直线电机的温升问题,根据传热学的基本理论,建立了特种直线电机的定子槽部导热模型,确定了定子槽部导热系数以及电机定子表面的散热系数。以此为基础,用有限元分析软件Therm Net建立了电机瞬态温度场仿真模型,对直线电机的进行长时及周期工作制下温度场计算,经过仿真计算结果与实验数据分析对比,得出了该特种直线电机运行时的温度场情况,验证了直线电机温度场仿真模型和计算方法的合理性,为此类特种直线电机的设计、制造及应用提供了有效帮助。     

高速永磁同步电机冷却系统优化分析

针对高速永磁同步电机的温升问题,以一台65 kW,12000 r/min电机为例,基于流体力学和传热学基本理论,采用CFD温度场仿真,对电机水冷结构的导热热阻对其散热性的影响进行分析,并提出在电机定子与水套之间填充导热硅脂以减小接触热阻的优化方案。通过样机实验测试,验证了该方案的可行性,为电机的冷却优化设计提供了依据。     

永磁-感应子式混合励磁发电机三维暂态温度场的计算与分析

根据传热学理论,建立了永磁-感应子式混合励磁发电机电磁稳态条件下三维暂态温度场求解模型;给出了基本假设及相应的边界条件,确定了电机各部分的导热系数及表面散热系数;根据电磁场计算,得出了电机定子铁心损耗、绕组铜耗、转子涡流损耗及机械损耗等热源的分布;采用有限元法对电机三维暂态温度场进行了计算,分析了励磁电流、电机转速及负载类型对电机温度场的影响。通过样机实验对温度场的计算结果进行验证。     

高导热绝缘结构对永磁同步牵引电机温升影响的仿真分析

采用有限元法及有限体积法对永磁同步牵引电机内部磁场及温度场进行仿真计算,并对采用高导热环氧少胶云母带和普通云母带的绝缘体系温度场进行对比分析。结果表明:采用导热系数为0.44 W/(m·K)的高导热环氧少胶云母带的绝缘体系可以有效降低电机的内部温升,将电机线圈主绝缘的寿命提高一倍左右,保证了其运行过程中的可靠性。     

牵引电机绕组绝缘层导热系数测定及温度场仿真分析研究

采用瞬态热线法测试了牵引电机绕组整体绝缘层导热系数,获得了整体绝缘层导热系数在20℃ ～ 200℃区间的测试数据,并对测试数据进行函数拟合,最后以测试数据为输入条件建立牵引电机三维仿真模型,通过有限体积法进行流场、温度场仿真分析.结果 表明,绝缘层整体导热系数随温度变化而变化,并且不同结构的绝缘层变化趋势不同.采用文献...     

车用油冷电机温度场分析

为研究车用油冷电机的温度场,以一台额定功率为50 k W的车用油冷电机为例,基于计算流体力学(CFD)方法建立了电机热仿真模型;通过有限元软件仿真得到了额定工况下的电机内部温度分布规律;搭建电机温升实验平台验证仿真结果的准确性并通过合理设置流体域导热系数方法修正热仿真模型,修正后的温度场仿真结果与实验结果相比误差较小。     

内燃有轨车辆永磁发电机温度场研究

发电机是内燃有轨车辆的重要组成部分,受安装空间和体积的限制,对发电机的散热冷却要求非常高。永磁发电机由于其功率密度高和效率高等优点而逐渐被应用在轨道行业。本文对一台560kVA内燃有轨车辆永磁发电机进行了电磁场、流体场及三维全域温度场分析。在电磁分析的基础上计算了电机各部件的损耗及生热率,对强迫风冷的电机机壳表面流体场进行了仿真分析,得到了额定转速下机壳表面各处的风速。在电机各元件的导热系数、散热系数和边界条件确定的基础上建立了热传导方程。运用三维有限元温度场分析软件对电机进行三维全域稳态温度场仿真分析,得到了发电机内部的温度场分布特点。上述计算仿真结果和实验数据基本吻合,为内燃有轨车辆永磁发电机的冷却设计提供了相关的工程理论依据。     

空心补偿脉冲发电机温度场计算与分析

空心补偿脉冲发电机采用新型复合材料替代传统的铁心,在提高电机的功率密度同时,也带来了一些新的问题。由于复合材料导热性能较差,导致电机整体的散热性能不佳,因而连续放电运行时电机的热性能预估显得十分重要。针对该问题,建立了空心脉冲发电机的温度场有限元模型,对绕组和气隙进行了合理的等效简化,提出一种计算电机内空气温度的迭代算法,并通过实验验证了仿真模型的正确性,为同类电机的温度场计算提供了方法。提出利用电磁场有限元仿真计算电机热源损耗的方法,分析了其驱动轨道炮负载时的温度场,讨论了不同放电周期下电机的温度分布特点及变化规律,计算出样机连续运行的安全放电周期,为后续指导电机的负载实验和优化设计奠定了基础。     

采用混合单元的汽轮发电机定子 温度场的分析与计算

为了提高大型汽轮发电机温度场计算的精度,提出采用混合单元(混合坐标系)计算电机温度场的方法。根据传热学和流体力学的基本原理,建立汽轮发电机定子三维温度场的数学模型;采用热平衡原理对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理,形成电机的等效热网络。给出采用混合单元对电机进行网格划分的方法,并推导了不同坐标系下热导的求解方法,进而给出采用等效热网络方法求解定子温度场的非线型方程组。将其应用于一台QFSN-200-2型汽轮发电机定子温度场的计算,并将计算结果与实测值进行了比较,结果表明所提出的方法是正确可行的。     

计及物理参数随温度变化时螺管电磁铁温度场和瞬态热路的仿真分析

建立了螺管电磁铁的温度场模型。考虑到发热功率及散热系数为温度的函数 ,采用寻优方法计算温度场。通过对温度场的分析建立电磁铁的瞬态热路数学模型 ,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。     

高精度盘式永磁电机温度分析与研究

以高精度无槽盘式永磁电机为研究对象,建立了电机三维电磁仿真模型。详细分析了该电机反电动势和转矩特性,避免由高次谐波引起的定、转子及永磁体涡流损耗,有效改善了电机的热性能,为进一步研究打下基础。建立了三维温度场仿真模型,分析了热源分布和传热过程,计算了电机在自然散热条件下温度的稳态分布。最后通过电机温升试验,验证了理论分析的正确性与合理性。     

发电机内部流体流动与定子热性能数值分析

大型发电机内部流体流动状态决定了电机内温度分布以及温度极值。在建立大型发电机定子径向通风沟内流体流动二维计算模型以及电机内温度场计算模型的基础上,分别采用有限体积元法和有限元法对电机内的流体场以及温度场进行计算,并对流体流动与定子热性能进行数值分析,指出不同流体流动状态下定子温度的分布特性。     

大功率晶闸管热阻抗分析方法的研究

随着柔性交流输电和高压直流输电设备在我国电力系统中应用越来越广泛,以晶闸管为主组成的高电压大电流电子阀等核心技术已成为研究焦点。晶闸管的结温及其变化影响晶闸管的电学特性及其使用寿命,而晶闸管的热阻抗直接影响晶闸管的结温,因此,晶闸管的传热特性及其建模方法的研究对于晶闸管及其阀的研制具有很重要的现实意义。论述了现有热阻抗分析及其建模的方法,即试验方法和数学物理方法,分别讨论了它们的建模过程及建模结果－等效热阻抗网络。提出了Foster热阻抗网络转换成Cauer热阻抗网络的"直接恒等法"以及一种通过有限元数字仿真分析晶闸管内部温度场以及求解晶闸管结壳热阻抗的方法,该方法的有效性通过了实测数据的验证。     

异步电机转子三维温度场及热应力场研究

针对异步电机转子温度场及热应力场难以测量,转子导条经常发生断裂故障等问题,以一台Y100L-2型电机为研究对象,采用有限元法建立电机转子三维导热模型.在理论分析的基础上,结合实验测量,对模型边界条件进行确定,并以此为基础对转子温度场和热应力场进行仿真研究.研究结果显示电机转子温升的高低直接影响热应力大小,温升越高,热应力越大;转子导条热应力的分布在各个方向上并不均匀;在负载电机转子温度较高时,不均匀的热应力将直接影响电机寿命,是转子导条断裂的主要原因之一;负载时,整个转子热应力最大值出现在导条与端环连接处,说明该处最容易发生断裂故障,这一结论也与电机实际情况相符;导条法线方向正热应力要大于剪切热应力,与国内外相关研究结果比较,仿真结果在分布规律上基本一致.     

异步电动机转子断条故障运行时定转子温度场数值计算与分析

针对传统的单一求解电机定子温度场或转子温度场强加边界条件难以确定的问题,建立了笼型异步电动机转子有无断条故障运行情况下的定、转子全域温度场二维数学模型和温度场二维有限元计算模型。分别计算了额定负载情况下,转子正常和转子一根断条以及转子相邻两根断条时的定、转子全域稳态温度场。实验结果验证了三种情况下该电机温度场计算模型的合理性和计算结果的正确性。比较了三种情况下电机的温升分布,分析了电机转子断条根数对电机温度场的影响。温度场计算模型可以应用到其他无轴向通风冷却异步电动机转子正常或转子断条故障时的温度场计算与分析,并且可以从电机温度场变化的角度为电机断条故障提供诊断依据。     

基于热-流耦合场的大电流母排热场计算及影响因素分析

为确保小区供电可靠性及兼顾节能减排,需提高母排的自然散热能力,从而降低因强制散热而增加的能耗。考虑母排散热过程中的热场与流场的相互作用和影响,建立了相互耦合的共轭传热模型。采用有限元法对开关设备中敷设母排的三维温度场进行了计算和分析。基于该模型计算,分析了母排间距和环境温度2个因素对母排温度的影响规律。研究结果可为母排的节能散热及产品优化提供参考。     

感应电动机定转子全域温度场数值计算及相关因素敏感性分析

提出了针对无轴向通风冷却电机温度场计算的新思想，合理处理了电机定子与气隙之间以及转子与气隙之间复杂的对流散热过程， 妥善解决了定、转子之间的热交换问题。给出了散下线定子绕组的等效热模型，简化了计算难度并且节省了计算时间。在此基础上建立了笼型感应电动机定、转子全域温度场二维数学模型和二维有限元计算模型。计算了电机额定负载运行时定、转子的稳态温度场以及气隙温降；实验结果验证了该电机温度场计算模型的合理性和计算结果的正确性。在该温度场计算模型的基础上，分析了电机温度场对定子铜耗、散热翅高度以及定子绕组浸渍质量等相关因素的敏感性，为电机优化设计奠定理论基础。