全封閉散熱電機風路內(nèi)流場和溫度場分布仿真及實驗分析.pdf

1、近年來，隨著應用場合的多樣化，電機設計的大功率密度，高可靠性和緊湊湊化越來越成為研究人員追求的目標。在這一發(fā)展過程中，人們卻不得不面對這三者之間無法兼顧的窘境。而限制這三個需求的關鍵，就是電機溫升。過高的電機溫升將會帶來電機過熱、絕緣失效、永磁體失效等一系列問題。溫升的控制主要有兩個方面，一是電機損耗，二是電機散熱。如今對于電機損耗的產(chǎn)生和分布已經(jīng)有了很多研究，而對于電機散熱特別是封閉式電機的散熱分析卻研究的比較少。因此對于電機散熱的研

2、究，將對于電機設計，特別是大功率電機設計有著極大的意義。
　　因此，本文從分析現(xiàn)有的主流的CFD仿真所用的數(shù)學模型以及不同模型適用條件出發(fā)，分析了CFD仿真的原理以及其在流場仿真中存在的問題。由此出發(fā)，結合實驗室所設計的大功率封閉式永磁電機的散熱結構，設計了一套用于分析風路中流場及溫度場分布的模型和實驗平臺。并通過實驗采集了不同通風及溫度狀態(tài)下模型內(nèi)部的流場和溫度場的分布數(shù)據(jù)，再MATLAB將其處理為更加直觀的圖形數(shù)據(jù)并由此分析了

3、流場中可能存在的湍流狀態(tài)。
　　為了更好的優(yōu)化仿真計算和實驗設計，將其與不同模型的仿真結果進行了比較，在所選的五種模型中得到了能和實驗數(shù)據(jù)較好匹配的RSM仿真模型，也分析了實驗數(shù)據(jù)中可能存在的問題。確定了此模型適用于類似的風路結構的CFD計算。在此基礎上，還對于其他仿真參數(shù)設置對于實驗結果可能的影響進行了分析，并通過在整機風路仿真結果，驗證了之前結果的有效性。
　　最后，在總結了全文工作的同時，也指出了本文所設計模型進行進一