永磁电机三维温度场计算与分析.pdf

《永磁电机三维温度场计算与分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、船电技术J电机永磁电机三维温度场计算与分析杨明国张松(1．海军驻七一二研究所军代室，武汉460064；2．武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：本文以某型永磁电机为例，建立永磁电机的三维周期对称模型，采用有限体积法，对其在额定功率下的温度场进行了计算。通过温度场数值计算结果与实测数据对比，验证了所建模型的合理性，为该种永磁电机发热的仿真计算提供了参考依据。关键词：永磁电机温度场流体场CHT中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1003—4862(2012)12—0008—03Numerica

2、lSimulationandAnalysisofthe3DTemperatureFieldofPermanentMagnetMotorYangMingguo1ZhangSong2，(1．NavalRepresentativesOficeinWIMEP,Wuhan430064，China；2．WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，CSIC，Wuhan430064，China)Abstract：Basedononepermanentmagnetmotor,a3D，perio

3、dicalandsymmetricalmodelisestablished,wherethetemperaturefieldunderratedpowerusingtheFvM(finitevolumemethod1iscalculated．BycomparisonthenumericalMmulationwithmeasurementresults，itprovesthattheestablishedtemperaturefliedmodelisreasonable，whichisagoodreferencet

4、othetemperaturefieldcalculationthiskindmotor．Keywords：permanentmagnetmotor,"temperatureeld：fluidfield：CHT0引言轭换热模型(CHT)来计算流体域与固体域间的对流换热；在计算叶片旋转时，采用了多重参考温升是考核永磁电机的一个重要指标】。永系模型(MRF)，从而使计算精度和计算效率得磁电机结构复杂，其温度场的准确计算很大程度到了很好的平衡。计算出了冷却系统内冷却介质上取决于冷却系统内冷却介质的流动情况。目前的流动情

5、况以及电机内部的温度分布。大多数文献都是采用有限元法，将冷却系统内冷却介质温度场的影响转换为对流换热系数，将其1物理模型作为边界条件加载到电机温度场计算中[2,41。对流1．1冷却系统介绍换热系数计算的准确性依赖于设计者全面丰富的永磁电机的冷却系统以水冷为主，辅助以轴工程经验和大量试验数据支撑的修正。带风扇闭式循环风路。水冷系统由水套机座冷却本文采用有限体积法，建立了永磁电机周期结构、空气冷却器组成。轴带风扇闭式循环风路对称的三维温度场计算模型，采用流固共轭换热是由固定于转子端部的叶片形成离心式风扇，在模型，避免

6、了利用经验公式确定电机内表面散热转子转动时带动电机内部的空气流动，与电机内系数。在计算时，根据电机的几何特点及工作原部两端的空气冷却器进行热交换，主要用于冷却理，建立了永磁电机周期对称模型；采用流固共绕组端部和永磁电机内部空气。另外转子支架内外圆之间的筋板在转动时，起到离心风扇的作用，收稿日期：20l2—10—16使空气通过转子轮毂和磁极上的径向通风槽进入作者简介：杨明[~(1966一)，男，高工。研究方向：机电气隙，冷却转子。一体化。8船电技术1电机1．2模型简化=pC一(5)永磁电机的温度场计算，由于在整个模

7、型中既涉及到空气和水的流动，也涉及到热量在固体式中，=0．09。如绕组等之间的传递，因此属于流一固共轭换热分流体能量方程：析。由于流场的计算对网格质量的要求较高，因此在保证计算精度的前提下，需要首先对实际电一6／+p))一·]+Sh机物理模型做一些合理的简化，从而尽可能缩小(6)计算的规模。式中，为流体微团的总能，包括动能和内能。结合本电机的实际情况，根据模型的周期性可表示为：和对称性特点，轴向取电机实际模型的1／2，周：h一旦+(7)向取一对极，建立永磁电机三维温度场计算的周2期对称模型。h为流体的显热焓，可表

8、示为：2计算方法及边界条件CpdT(8)2．1控制方程式中，为参考温度(273．15K)；T为流体温采用有限体积法，建立永磁电机温度场计算度；为流体比热。数学模型，流固共轭传热过程可以表述为以下方固体区能量方程：程[5]．流体质量守恒方程，即连续方程：)+-()=V·)+(9)Ot望+++：o(1)式中，为固体导热系数；为固体温度；为ataxOy8Z体积热源。式中：p一流