近年來,隨著電力電子技術(shù)和稀土永磁材料的快速發(fā)展,無刷直流推進電機得到了廣泛的應(yīng)用和科學(xué)研究。無刷電機由原來的有刷電機機械換向轉(zhuǎn)變?yōu)槔霉β示w管開關(guān)進行電子換向,它具有結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高等特點。此外無刷直流電機還有控制簡便,制造成本低廉、功率密度大等優(yōu)勢,遍及水下無人裝備、海洋資源勘探等各個領(lǐng)域。電機是電場、磁場、溫度場等多物理場耦合、交叉的非線性多變量復(fù)雜系統(tǒng)。與電機的電磁場研究相比,溫度場的分析起步比較晚,且電機工作過程中熱源產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜,不單單是一維的熱量傳遞過程,涉及電機學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等多方面的跨學(xué)科知識。電機熱設(shè)計是電機設(shè)計環(huán)節(jié)中的重要組成部分。作為浸水無刷推進電機,因其特殊的工作環(huán)境對重量和體積有著嚴(yán)格的要求。一方面,電機功率密度大,連續(xù)長時工作發(fā)熱嚴(yán)重,過高溫度會引起電樞繞組絕緣能力下降,電阻增大,在大電流工作時,集膚效應(yīng)明顯,導(dǎo)致繞組銅損增大,效率下降,從而影響電機額定功率的輸出;另一方面,高溫導(dǎo)致轉(zhuǎn)子永磁材料性能下降,嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生不可逆退磁現(xiàn)象,嚴(yán)重影響電機轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)輸出和電機工作可靠性。局部溫度的不均勻還會使得電機某一部位發(fā)生熱應(yīng)力集中現(xiàn)象,影響其安... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題目的及意義
    1.2 電機溫度場研究方法及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電機溫度場研究方法概述
        1.2.2 熱網(wǎng)絡(luò)法溫度場分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文使用軟件介紹及主要研究內(nèi)容
        1.3.1 電機電磁熱分析軟件介紹
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第二章 無刷直流電機損耗分析
    2.1 引言
    2.2 浸水無刷直流電機結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.2.1 浸水無刷直流電機結(jié)構(gòu)
        2.2.2 無刷直流電機工作原理
    2.3 無刷直流電機損耗理論及計算
        2.3.1 鐵心損耗
        2.3.2 繞組銅耗
        2.3.3 永磁體渦流損耗
        2.3.4 軸承摩擦損耗
    2.4 本章小結(jié)
第三章 傳熱學(xué)基本原理及熱阻概念
    3.1 傳熱學(xué)基本原理
        3.1.1 傳熱原理綜述
        3.1.2 熱傳導(dǎo)
        3.1.3 對流換熱
        3.1.4 輻射傳熱
    3.2 熱阻概念
        3.2.1 導(dǎo)熱熱阻
        3.2.2 對流熱阻
        3.2.3 輻射熱阻
        3.2.4 接觸熱阻
        3.2.5 復(fù)合壁結(jié)構(gòu)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 熱網(wǎng)絡(luò)模型建立及熱阻計算
    4.1 熱網(wǎng)絡(luò)模型建立
    4.2 溫度場計算熱平衡方程
    4.3 熱阻計算
        4.3.1 機殼浸水強迫對流熱阻計算
        4.3.2 機殼空氣自然對流熱阻計算
        4.3.3 殼體螺旋水道對流熱阻計算
        4.3.4 導(dǎo)熱熱阻計算
        4.3.5 氣隙熱阻分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 電機溫度場仿真求解
    5.1 穩(wěn)態(tài)溫度場求解
        5.1.1 不同浸水溫度自然對流溫度場計算
        5.1.2 殼體軸向強迫對流穩(wěn)態(tài)溫度場計算
        5.1.3 殼體空氣自然對流穩(wěn)態(tài)溫度場計算
        5.1.4 螺旋水道強制對流冷卻穩(wěn)態(tài)溫度場
    5.2 瞬態(tài)溫升求解及對比分析
        5.2.1 不同殼體浸水溫度(自然對流)
        5.2.2 殼體帶散熱肋片強迫對流分析
        5.2.3 殼體-定子鐵心接觸間隙δ對瞬態(tài)溫度,接觸熱阻的影響
        5.2.4 不同電流密度下?lián)p耗及繞組瞬態(tài)溫度
        5.2.5 螺旋水道不同寬度及流速瞬態(tài)分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 浸水電機瞬態(tài)溫度實驗測試
    6.1 實驗方案
    6.2 實驗結(jié)果及分析
    6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 結(jié)論
    7.3 創(chuàng)新性
    7.4 下一步研究方向和重點
致謝
參考文獻
學(xué)術(shù)論文和科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]浸水式無刷直流電機瞬態(tài)溫度場分析[J]. 符盼,王建平.  水下無人系統(tǒng)學(xué)報. 2018(01)
[2]起重機用永磁電機等效熱阻法瞬態(tài)溫度場計算[J]. 韓雪巖,于占洋,李生祥.  微特電機. 2017(10)
[3]等效熱網(wǎng)絡(luò)法和有限元法在輪轂電機溫度場計算中的應(yīng)用[J]. 王曉遠,高鵬.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(16)
[4]無鐵心盤式PMSM損耗和溫度研究[J]. 王俊杰,馬恩林.  魚雷技術(shù). 2015(05)
[5]一種永磁同步平面電機瞬態(tài)溫度場研究[J]. 郝曉紅,方瑛,彭倍,方璐,武宗祥.  工程熱物理學(xué)報. 2015(03)
[6]魚雷磁耦合傳動金屬隔離罩分析與優(yōu)化設(shè)計[J]. 王小雷,樊曉波.  魚雷技術(shù). 2014(05)
[7]永磁同步電機的熱路分析及熱阻參數(shù)測試[J]. 汪文博,陳陽生.  機電工程. 2014(09)
[8]高速永磁無刷直流電機的熱分析[J]. 杜國華,房建成,劉西全,周銀鋒.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(08)
[9]基于有限元法的永磁直流電機三維穩(wěn)態(tài)溫度場分析[J]. 葉雪榮,蘇博男,由佳欣,翟國富.  機電元件. 2012(02)
[10]高壓永磁同步電動機實心轉(zhuǎn)子三維溫度場分析[J]. 李偉力,陳婷婷,曲鳳波,李志鵬.  中國電機工程學(xué)報. 2011(18)

碩士論文
[1]永磁同步電機的熱路模型研究[D]. 汪文博.浙江大學(xué) 2014
[2]高功率密度永磁電機磁場與溫度場計算[D]. 任欽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]滾筒式直流無刷電機的損耗與熱分析[D]. 許劉奎.東北大學(xué) 2008



本文編號：3683440