永磁同步電動(dòng)機(jī)內(nèi)流變特性及傳熱研究.pdf

1、隨著當(dāng)代電機(jī)工業(yè)的飛速發(fā)展，以體積小、性能優(yōu)越為特征的永磁同步電動(dòng)機(jī)被越來越廣泛地應(yīng)用于交通、化工、采礦等領(lǐng)域。但是，隨著永磁同步電動(dòng)機(jī)功率密度的增加，在運(yùn)行過程中容易因電機(jī)內(nèi)部溫升過高，致使絕緣加速老化、永磁體退磁、繞組短路等現(xiàn)象發(fā)生，可能降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，甚至影響電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行可靠性和壽命。因此，對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部流體流變特性、傳熱性能以及電機(jī)結(jié)構(gòu)件對(duì)其溫升特征影響的研究具有重要意義。
　　本文以一臺(tái)船舶用50kW驅(qū)動(dòng)用永

2、磁同步電動(dòng)機(jī)為例，建立了三維物理模型，根據(jù)流體力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)等相關(guān)知識(shí)，采用有限體積法，對(duì)額定工況下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電機(jī)溫度場(chǎng)和流體場(chǎng)進(jìn)行仿真。通過分析結(jié)果得出電機(jī)內(nèi)部的各主要部件溫升最大值和平均值，部件內(nèi)沿軸向、周向及徑向的溫升分布特點(diǎn)，相鄰部件間的傳熱規(guī)律，著重研究了接線盒對(duì)應(yīng)區(qū)域的溫升特點(diǎn)。通過對(duì)電機(jī)內(nèi)部流體區(qū)域中空氣的流變特性分析，得出該部分流體受轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)具體的影響情況，流速在空間各位置處的數(shù)值分布規(guī)律；通過對(duì)機(jī)殼外部求解域中流體

3、的研究，得出該區(qū)域各個(gè)風(fēng)溝內(nèi)冷卻空氣沿軸向的速度變化特點(diǎn)，并詳細(xì)的分析了接線盒結(jié)構(gòu)對(duì)空氣沿軸向流動(dòng)的影響特點(diǎn)，結(jié)合溫度場(chǎng)的仿真結(jié)果闡述了機(jī)腔內(nèi)各部件最高溫升點(diǎn)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的原因。
　　基于永磁同步電動(dòng)機(jī)原始模型的計(jì)算結(jié)果，本文對(duì)接線盒結(jié)構(gòu)提出四種改進(jìn)方案。在基本假設(shè)和邊界條件不變的情況下，對(duì)各個(gè)方案下電機(jī)的溫度場(chǎng)和流體場(chǎng)進(jìn)行仿真，并將所得結(jié)果對(duì)比研究，分析出具有不同特點(diǎn)的接線盒結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)外部流體場(chǎng)和內(nèi)部溫度場(chǎng)的影響，所得結(jié)果對(duì)今后