基于等效热网络法的轴向磁通永磁电机热分析_韩雪岩

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1、第49卷第4期Vol.49．No.42016年4月MICＲOMOTOＲSApr.2016基于等效热网络法的轴向磁通永磁电机热分析韩雪岩，张华伟，贾建国，舒圣浪(沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心，沈阳110870)摘要:为避免在轴向磁通永磁电机的初始设计及优化设计中，使用有限元或有限体积等三维方法计算电机温升时耗费大量建模及计算时间，本文建立了双定子单转子轴向磁通永磁电机的等效热网络模型，分析了模型的各等效热阻，建立各节点热平衡方程组并求解。通过样机温升试验，验证了本文提出的轴向磁通永磁电机等效热网络模型的正确性。最后，利

2、用热网络模型计算分析了不同水速和装备间隙对电机温升影响，为同类电机的设计和温升计算提供了参考依据。关键词:热网络;轴向永磁电机;热分析;温升中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1001-6848(2016)04-0006-05DOI:10.15934/j.cnki.micromotors.2016.04.002ThermalAnalysisofAxialFluxPermanentMagnetMotorBasedonEquivalentThermalNetworkMethodHANXueyan，ZHANGHuawei，JIA

3、Jianguo，SHUShenglang(NationEngineeringＲesearchCenterforＲEPMElectricalMachines，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract:Toavoidthehugetimeconsumptionintheinitialandoptimizationdesignofaxialfluxpermanentmag-netmotorwhere3D-finiteelementorfinitevolumem

4、ethodtocalculatethemotortemperaturerise，Inthispaper，theequivalentthermalnetworkmodelofadoublestatorsinglerotoraxialfluxpermanentmagnetmotorwasestab-lished，andtheequivalentthermalresistanceofthemodelwasanalyzed，thethermalequilibriumequationsofeachnodeareestablishedandso

5、lved．Thecorrectnessoftheequivalentthermalnetworkmodeloftheaxialfluxpermanentmagnetmotorwasverifiedbyprototypetemperaturerisetest．Finally，thethermalnetworkmodelwasusedtocalculateandanalyzethetemperatureriseofthemotorwithdifferentwaterspeedsandequipmentclear-ances，andpro

6、videdareferenceforthedesignandtemperaturerisecalculationofthesamemotor．Keywords:thermalnetworkmethod;axialfluxpermanentmagnetmotor;thermalanalysis;temperatureriseP.D.Mellor提出一种感应电机热网络模型并进行了0引言［2］热分析.J.Lindstrm建立了一种表贴永磁驱动电机近年来，轴向磁通永磁电机因其功率密度高、的等效热网络模型，但只考虑了径向方向的热传体积小、重量

7、轻、结构紧凑和良好的动态性能等优递［3］。B.Dutta描述了一种风冷电机的稳态热网络模点获得越来越多的关注。随着永磁材料特别是钕铁型，利用电机初始尺寸对电机进行温升预测和设计硼的不断改善和提高，使其得到了快速发展。永磁［4］指导。Gieras通过分析轴向磁通电机的传热方式，［5］材料的剩磁密度受温度影响较大，进而影响永磁电提出了一个简化的轴向磁通电机热阻网络。机的电磁性能和运行特性，工作温度过高还会产生P.K.Vong使用数值法对电机的温度分布进行预［1］［6］不可逆退磁。因此，在电机设计阶段，准确预测测。温志伟采用三维有限元方法

8、计算了采用铁心电机温升是十分重要的。浸润与强迫循环内冷方式结合的蒸发冷却汽轮发电［7］目前，国内外对电机热分析的主要方法有热网机的定子三维温度场。李伟力利用基于有限体积络法和包含有限元和有限体积的数值法。法的FLUENT软件，对永磁同