本文關(guān)鍵詞：非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及熱計(jì)算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：非晶合金具有優(yōu)異的電磁性能,用其替代常規(guī)硅鋼片作為電機(jī)鐵心,能夠降低電機(jī)的損耗、提高電機(jī)的效率,節(jié)能效果顯著。但是軸向磁通永磁電機(jī)具有功率密度高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊和散熱困難等特點(diǎn)。永磁體剩磁密度受溫度影響較大,進(jìn)而影響永磁電機(jī)的電磁性能和運(yùn)行特性,工作溫度過(guò)高還會(huì)產(chǎn)生不可逆退磁。電機(jī)溫升關(guān)系到電機(jī)的壽命與可靠性運(yùn)行,良好的冷卻結(jié)構(gòu)能夠大大的降低電機(jī)溫升。因此,在電機(jī)設(shè)計(jì)階段,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電機(jī)溫度以及一套高效的冷卻結(jié)構(gòu)對(duì)其十分重要。首先,通過(guò)傳熱學(xué)和流體力學(xué)等學(xué)科知識(shí),對(duì)軸向磁通永磁電機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)化并建立了離散化的熱計(jì)算數(shù)學(xué)模型,編制了非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)熱網(wǎng)絡(luò)程序及計(jì)算平臺(tái),并用20kW軸向磁通永磁電機(jī)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證;運(yùn)用有限元法和樣機(jī)試驗(yàn)對(duì)熱網(wǎng)絡(luò)程序及計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)確性驗(yàn)證。其次對(duì)7kW非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究分析,對(duì)不同冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行流體溫度場(chǎng)數(shù)值仿真,將仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析和優(yōu)選,經(jīng)對(duì)比分析得到螺旋型結(jié)構(gòu)冷卻效果最佳。以螺旋結(jié)構(gòu)為模型,對(duì)水道進(jìn)行了冷卻區(qū)域、螺旋圈數(shù)、肋片厚度和軸向長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)和優(yōu)化計(jì)算,設(shè)計(jì)出一套高效的冷卻系統(tǒng)方案。最后,在優(yōu)化設(shè)計(jì)的冷卻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,進(jìn)行了優(yōu)化前后電機(jī)冷卻效果的對(duì)比,得出優(yōu)化后的螺旋結(jié)構(gòu)能夠顯著降低電機(jī)溫升;基于熱網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)對(duì)電機(jī)溫度場(chǎng)進(jìn)行了研究:改變螺旋結(jié)構(gòu)冷卻水入口速度和溫度,對(duì)其進(jìn)行溫度場(chǎng)數(shù)值仿真,通過(guò)仿真結(jié)果分析得到最佳水速和入口溫度與電機(jī)溫升的關(guān)系;改變轉(zhuǎn)軸導(dǎo)熱系數(shù),得到了對(duì)電機(jī)溫升的影響曲線和選取標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)以上研究分析,為非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和溫度場(chǎng)計(jì)算,提供了方法和參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：非晶合金 軸向磁通永磁電機(jī) 熱網(wǎng)絡(luò) 流體場(chǎng) 冷卻系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM351
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 水冷卻系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 熱計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)熱網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)18-37
• 2.1 等效熱網(wǎng)絡(luò)的基本原理18-19
• 2.2 非晶合金軸向磁通電機(jī)等效熱網(wǎng)絡(luò)分析與計(jì)算19-32
• 2.2.1 網(wǎng)格劃分19-20
• 2.2.2 各節(jié)點(diǎn)熱網(wǎng)絡(luò)方程20-29
• 2.2.3 熱網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)29-31
• 2.2.4 樣機(jī)的計(jì)算31-32
• 2.3 利用有限元法驗(yàn)證熱網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)32-35
• 2.3.1 有限元法計(jì)算模型的適當(dāng)簡(jiǎn)化32-33
• 2.3.2 有限元法計(jì)算樣機(jī)模型33-35
• 2.4 試驗(yàn)驗(yàn)證35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析37-51
• 3.1 計(jì)算流體力學(xué)基本理論37-38
• 3.2 電機(jī)的冷卻介質(zhì)38-39
• 3.3 水路結(jié)構(gòu)的對(duì)比39-44
• 3.3.1 螺旋水道溫度場(chǎng)求解及分析40-41
• 3.3.2 并聯(lián)水道溫度場(chǎng)求解及分析41-43
• 3.3.3 串聯(lián)水道溫度場(chǎng)求解及分析43-44
• 3.3.4 冷卻結(jié)構(gòu)的對(duì)比及優(yōu)選44
• 3.4 螺旋水道設(shè)計(jì)44-49
• 3.4.1 冷卻區(qū)域的選擇45
• 3.4.2 螺旋水道個(gè)數(shù)的確定45-46
• 3.4.3 肋片厚度的選擇46-48
• 3.4.4 水道軸向長(zhǎng)度的選擇48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)溫度場(chǎng)計(jì)算51-58
• 4.1 端蓋冷卻結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后溫度場(chǎng)對(duì)比51-53
• 4.2 基于熱網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)溫度場(chǎng)分析53-57
• 4.2.1 熱網(wǎng)絡(luò)法與有限體積法計(jì)算值對(duì)比53
• 4.2.2 冷卻水速對(duì)電機(jī)溫升影響53-55
• 4.2.3 冷卻介質(zhì)溫度對(duì)電機(jī)溫升影響55
• 4.2.4 轉(zhuǎn)軸導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)電機(jī)溫升影響55-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第5章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 在學(xué)研究成果62-63
• 致謝63

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  本文關(guān)鍵詞：非晶合金軸向磁通永磁電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及熱計(jì)算，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：291206