基于集總參數(shù)熱網(wǎng)絡法的永磁同步電機熱研究.pdf

1、永磁同步電機以其結構簡單、效率高、可靠性高等諸多優(yōu)越性能已經(jīng)成為現(xiàn)代艦船推進技術的研究焦點。然而，因為艦船用驅(qū)動電機的工作環(huán)境特殊，常常在變頻供電系統(tǒng)下運行，變頻器的干擾使電機內(nèi)溫度急劇增加，熱分布規(guī)律不具備普遍性，因此特殊工況下的永磁同步電機的溫升計算是電機領域的重要研究課題之一。此外，近年來國內(nèi)外學者多采用場算法對電機進行熱分析，鮮有用路算法分析電機全域穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)溫升變化的研究，而采用集總參數(shù)熱網(wǎng)絡方法構建模簡單、求解速度快且具有較

2、高精度，能夠準確掌握電機熱特性，并實現(xiàn)電機的快速參數(shù)化分析與設計。
　　本文主要針對一臺50kW表貼式永磁同步電機（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor，SPMSM）為進行研究，基于集總參數(shù)熱網(wǎng)絡原理和傳熱傳質(zhì)學理論，結合該電機結構特征和通風特性，在合理的假設條件下構建了電機全域熱網(wǎng)絡模型。同時建立電機冷卻介質(zhì)模型，采用有限體積法仿真求解，抽取流體流動狀態(tài)參數(shù)，并對散熱參數(shù)進行充分探

3、討。在此基礎上，賦值熱網(wǎng)絡熱邊界條件，類比電網(wǎng)絡求解方法實現(xiàn)電機穩(wěn)態(tài)溫度計算。此外，為了明晰特殊工況下電機內(nèi)各構件的溫升分布規(guī)律，對電機主體部分細致劃分并對兩種常用工況下的電機溫升分別進行了穩(wěn)、瞬態(tài)求解分析，得到了一些有益的結論，為電機設計、性能分析、狀態(tài)監(jiān)控及優(yōu)化提供了重要的參考價值。最后，提出了間接實驗驗證法：搭建實驗平臺進行溫升試驗，采集測量數(shù)據(jù)，并采用本臺電機的有限體積元仿真數(shù)據(jù)作為間接校核標準，將本文熱網(wǎng)絡模型的溫升計算結果與