基于等效热网络法和CFD法高速永磁同步电机热计算研究

针对高速永磁同步电机的温度场计算准确性问题,采用等效热网络法和流固耦合的数值方法,对一台水冷非晶合金定子电机进行了热计算。建立了电机的流固耦合模型,考虑电机内空气温度分布不均匀对密度、比热容、动力粘度以及导热系数的影响。基于最小二乘法原理,得到了空气物理属性随温度变化的表达式,对电机内空气施加变温物理属性,并与恒温下电机内空气恒定物理属性的温度场计算结果和转子外表面的空气摩擦损耗计算结果进行对比分析。结果表明：对机内空气施加变温物理属性后,转子高温区域面积增加,温升计算值更接近实际,并且转子外表面空气摩擦损耗降低了4.0%。最后,搭建了样机温升实验平台进行温升实验,验证了等效热网络和流固耦合法计算结果的准确性。     

基于集中参数热模型的大功率模块化定子混合励磁同步电机热分析

混合励磁同步电机具有易于调磁、高效率和控制性能好的优点,在电动汽车和风力发电系统中具有良好的应用前景。其温升直接影响电机的运行性能和可靠性。该文基于模块化定子混合励磁同步电机的结构特点和冷却条件,建立电机集中参数热模型。对模块化定子电枢绕组和励磁绕组进行等效处理,确定电枢绕组和励磁绕组的等效导热系数。通过样机温升实验验证电机集中参数热模型的准确性。分析电枢电流密度对相似冷却条件和功率等级混合励磁同步电机温升的影响规律,同时分析励磁电流密度对混合励磁同步电机温升的影响。该研究工作为模块化定子混合励磁同步电机提供一种行之有效的热计算方法,同时为相似冷却条件和功率等级混合励磁同步电机的设计提供参考,具有重要的理论意义和工程实用价值。