永磁同步平面电机水冷散热系统的研究

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1、．＇．．徽．誦寶Ｉ議！ｉ瞧＇田４為於邦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＳＣＩＥＮＣＥＡＭＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳｆｌｌ论文题目永磯同步平面电机水冷散热系统的妍宛学科专业机械电子工程学号２０１２２１０８０２３５￣￣化者姓名湛雪锋指导教师郝晓红副教授独剑性声明本人声＇明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方

2、夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：Ｖｉ礙時日期年月论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫

3、描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）香喊’作者签名；带导师签名：一广刖月：曰＞１知。诚分类号密级注1UDC学位论文永磁同步平面电机水冷散热系统的研究（题名和副题名）谌雪锋（作者姓名）指导教师郝晓红副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业机械电子工程提交论文日期2015.05.05论文答辩日期2015.05.12学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月22日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。

4、RESEARCHWATERCOLLINGSYSTEMOFTHESYNCHRONOUSPERMANENT-MAGNETPLANEMOTORMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechatronicEngineeringAuthor:ChenXueFengAdvisor:HaoXiaoHongSchool:SchoolofMechatronicsEngineering摘要摘要随着科技的不断进步

5、，高新技术制造业向着高速化、精密化和模块化方向发展，对制造领域内加工设备的定位精度和速度提出了严格的要求。平面电机具有结构简单、反应迅速、灵敏度高等特点，使其在平面二维定位装置上广泛应用。但是平面电机的发热功率较高，热流密度较大，为保障其正常运行和控制精度，就必须对电机进行散热研究。传统的散热方式风冷，已经逐渐不能满足这种高热流密度的要求，而水冷散热器因为其高对流换热系数和高效率被广泛地研究。基于此，本文针对一种动圈式永磁同步平面电机设计并制作了一套水冷散热系统。针对散热系统的核心部件水冷散热器进行研究，对

6、于散热器的设计和提高散热器的性能具有重要意义，对于加强平面电机的温度均匀性具有实际意义。本文首先针对水冷散热器进行研究，基于对传统流道结构水冷散热器性能的研究，即传统串联流道结构水冷散热器散热效率高而流道内压力损失较大，对泵的要求较高，而传统并联水冷散热器流道压力损失较低，不过其散热效率也较低且通道内水的流速不均匀。根据文献的调研及科研经验，总结了如何提高散热器性能的方法，因此为了提高散热器的性能，增强散热器的均温性，本文在此基础上提出了其他三种新型的流道结构的水冷散热器，即串并联流道结构、双串联流道结构和

7、螺旋型流道结构。为了验证各种散热器的性能，通过运用仿真软件ANSYSWorkbench对不同流道结构散热器进行CFD仿真分析。通过仿真可以得到散热器温度分布及散热器内流场分布，据此分析比较各散热器的性能，可以发现新型散热器综合性能比传统散热器要好，而均温性最好的是螺旋型流道结构散热器。最后，将综合性能较好且均温性最好的螺旋型流道结构散热器应用在实际的平面电机上，首先仿真分析散热器的在平面电机上的应用情况，然后设计并完成一套实验测试平台的搭建，研究螺旋型散热器的散热效率，实验获得了散热器在不同进口流速下的流动

8、特性与散热性能，验证了本文提出的水冷散热系统的可行性。最终，对比分析了实验结果与仿真分析结果，两种结果保持了较好的吻合趋势，即验证了数值研究的合理性，又为水冷散热器在平面电机的应用提供了实验依据。关键词：永磁同步平面电机，水冷散热系统，水冷散热器，CFDIABSTRACTABSTRACTHigh-techmanufacturingtowardhigh-speed,precisionandmodulardirect