跨海拔機載絞車無刷直流電機溫升與損耗抑制技術研究
發(fā)布時間:2021-02-19 19:45
損耗抑制技術是降低機載電動救援絞車驅動用無刷直流電機(Brushless DC motor,BLDCM)發(fā)熱的關鍵,引起發(fā)熱的主要因素是電機定、轉子損耗和制動電阻所消耗的再生能量。電動絞車采用強制風冷方式分別對電機和制動電阻進行散熱。高海拔地區(qū)較低的空氣密度造成對流換熱效率下降,電機和電阻的熱量無法被及時帶走,過高的溫升將影響電機的永磁體、轉子位置傳感器、繞組絕緣等部件的性能與壽命。論文針對絞車BLDCM在由低至高跨海拔環(huán)境下運行時,因溫度梯度變化而產生的高溫升問題,在電磁場-溫度場耦合有限元模型的基礎上,結合電機設計與控制算法,研究了電動絞車吊放載荷運行周期內BLDCM的定、轉子損耗抑制方法和再生能量回收方法。論文主要內容與創(chuàng)新點如下:(1)針對跨海拔高度下絞車BLDCM運行時,風冷效率下降導致的絞車高溫升問題,論文提出一種基于電機本體設計、電流控制算法和再生能量回收的綜合解決方法。論文建立絞車BLDCM有限元電磁場與跨海拔高度的熱場耦合模型,該模型考慮了空氣特性對絞車BLDCM損耗分布和熱傳遞方式的影響。場分析表明:海拔升高使得定子繞組溫升高于轉子,電機溫度梯度改變,熱量由繞組向轉...
【文章來源】:西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:168 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
直升機通過機載電動絞車實施救援
;同時也造成絞車系統(tǒng)的電機與控制算法、散熱以及慢,這都限制了我國未來航空救援事業(yè)的發(fā)展。國內繞系統(tǒng)整機應用與維護[4-8],缺乏專用驅動電機、驅圖 1-1 直升機通過機載電動絞車實施救援由電驅動組件、機械傳動組件、安裝框架以及絞車動絞車的主要結構如圖 1-2 所示。
其電機的熱交換同樣遵循這三種方式,如圖2-1 所示:電機內部損耗發(fā)熱傳導輻射換熱對流換熱高海拔環(huán)境圖 2-1 跨海拔環(huán)境絞車電機熱量交換方式熱量的產生與傳熱機制顯示,電機熱狀態(tài)的形成涉及三種熱物理過程:(1)電機內部定、轉子熱源的非穩(wěn)態(tài)導熱-輻射-對流耦合換熱;(2)電機殼體與外部環(huán)境的對流換熱過程,根據(jù)電機是否自帶冷卻風扇,分為強制對流換熱和自然對流換熱兩種情況;(3)外部環(huán)境與電機殼體的輻射換熱過程,包括殼體與空間的輻射換熱形成電機殼體外表面的非
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于齒槽效應的高速永磁電機轉子渦流損耗解析計算[J]. 孫權貴,鄧智泉,張忠明. 電工技術學報. 2018(09)
[2]集總參數(shù)熱路結合溫度場和流場的電機永磁體溫升分析方法[J]. 曾穎宇,蔣曉華. 清華大學學報(自然科學版). 2018(01)
[3]內置式永磁同步電機低速無位置傳感器控制[J]. 魯家棟,劉景林. 電機與控制學報. 2018(03)
[4]基于相似原理的脈寬調制電壓激勵下電機永磁體渦流損耗頻域壓縮計算方法[J]. 曾穎宇,蔣曉華. 電工技術學報. 2018(04)
[5]核主泵驅動電動機屏蔽套渦流損耗混合算法研究[J]. 梁艷萍,張廣超,高蓮蓮,李藏雪,周樂天. 電工技術學報. 2018(05)
[6]有限公式溫度場計算技術及其在永磁電機分析中的應用[J]. 朱高嘉,朱英浩,佟文明,韓雪巖,朱建國. 中國電機工程學報. 2017(S1)
[7]基于Lyapunov間接法分析的恒功率負載電源變換器寬穩(wěn)定控制策略[J]. 龐圣釗,皇甫宜耿,郭亮,Babak Nahid-Mobarakeh,馬睿. 電工技術學報. 2017(14)
[8]基于橋臂電路的能量有源回饋吸收單元研究[J]. 張捷頻,鄭瓊林,張智,楊曉峰,王蓓蓓. 電工技術學報. 2017(19)
[9]電機三維溫度場的有限公式法計算技術[J]. 佟文明,舒圣浪,朱高嘉,孫靜陽,蘭玉華. 中國電機工程學報. 2017(07)
[10]帶離線參數(shù)辨識的降階觀測器PMSM無位置傳感器控制[J]. 李旭春,王倩,馬少康. 電機與控制學報. 2017(01)
博士論文
[1]臨近空間飛行器電推進系統(tǒng)用永磁無刷電機損耗與溫升研究[D]. 張明慧.西北工業(yè)大學 2016
[2]多電飛機機電作動伺服系統(tǒng)控制策略研究[D]. 陳曉雷.西北工業(yè)大學 2016
[3]高速電梯提升系統(tǒng)動力學建模及振動控制方法研究[D]. 包繼虎.上海交通大學 2014
[4]高速永磁無刷電機多場綜合分析及無位置傳感器控制[D]. 郝鶴.浙江大學 2013
[5]高速永磁無刷直流電機電磁場理論以及無位置傳感器技術的研究[D]. 吳元元.南京航空航天大學 2012
[6]高速永磁電機定子損耗和溫升研究[D]. 孔曉光.沈陽工業(yè)大學 2011
[7]高速永磁同步電機的損耗分析與溫度場計算[D]. 江善林.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]高速永磁無刷直流電機轉子渦流損耗的研究[D]. 周鳳爭.浙江大學 2008
[9]高速永磁電機的機械和電磁特性研究[D]. 王繼強.沈陽工業(yè)大學 2007
本文編號:3041596
【文章來源】:西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:168 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
直升機通過機載電動絞車實施救援
;同時也造成絞車系統(tǒng)的電機與控制算法、散熱以及慢,這都限制了我國未來航空救援事業(yè)的發(fā)展。國內繞系統(tǒng)整機應用與維護[4-8],缺乏專用驅動電機、驅圖 1-1 直升機通過機載電動絞車實施救援由電驅動組件、機械傳動組件、安裝框架以及絞車動絞車的主要結構如圖 1-2 所示。
其電機的熱交換同樣遵循這三種方式,如圖2-1 所示:電機內部損耗發(fā)熱傳導輻射換熱對流換熱高海拔環(huán)境圖 2-1 跨海拔環(huán)境絞車電機熱量交換方式熱量的產生與傳熱機制顯示,電機熱狀態(tài)的形成涉及三種熱物理過程:(1)電機內部定、轉子熱源的非穩(wěn)態(tài)導熱-輻射-對流耦合換熱;(2)電機殼體與外部環(huán)境的對流換熱過程,根據(jù)電機是否自帶冷卻風扇,分為強制對流換熱和自然對流換熱兩種情況;(3)外部環(huán)境與電機殼體的輻射換熱過程,包括殼體與空間的輻射換熱形成電機殼體外表面的非
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于齒槽效應的高速永磁電機轉子渦流損耗解析計算[J]. 孫權貴,鄧智泉,張忠明. 電工技術學報. 2018(09)
[2]集總參數(shù)熱路結合溫度場和流場的電機永磁體溫升分析方法[J]. 曾穎宇,蔣曉華. 清華大學學報(自然科學版). 2018(01)
[3]內置式永磁同步電機低速無位置傳感器控制[J]. 魯家棟,劉景林. 電機與控制學報. 2018(03)
[4]基于相似原理的脈寬調制電壓激勵下電機永磁體渦流損耗頻域壓縮計算方法[J]. 曾穎宇,蔣曉華. 電工技術學報. 2018(04)
[5]核主泵驅動電動機屏蔽套渦流損耗混合算法研究[J]. 梁艷萍,張廣超,高蓮蓮,李藏雪,周樂天. 電工技術學報. 2018(05)
[6]有限公式溫度場計算技術及其在永磁電機分析中的應用[J]. 朱高嘉,朱英浩,佟文明,韓雪巖,朱建國. 中國電機工程學報. 2017(S1)
[7]基于Lyapunov間接法分析的恒功率負載電源變換器寬穩(wěn)定控制策略[J]. 龐圣釗,皇甫宜耿,郭亮,Babak Nahid-Mobarakeh,馬睿. 電工技術學報. 2017(14)
[8]基于橋臂電路的能量有源回饋吸收單元研究[J]. 張捷頻,鄭瓊林,張智,楊曉峰,王蓓蓓. 電工技術學報. 2017(19)
[9]電機三維溫度場的有限公式法計算技術[J]. 佟文明,舒圣浪,朱高嘉,孫靜陽,蘭玉華. 中國電機工程學報. 2017(07)
[10]帶離線參數(shù)辨識的降階觀測器PMSM無位置傳感器控制[J]. 李旭春,王倩,馬少康. 電機與控制學報. 2017(01)
博士論文
[1]臨近空間飛行器電推進系統(tǒng)用永磁無刷電機損耗與溫升研究[D]. 張明慧.西北工業(yè)大學 2016
[2]多電飛機機電作動伺服系統(tǒng)控制策略研究[D]. 陳曉雷.西北工業(yè)大學 2016
[3]高速電梯提升系統(tǒng)動力學建模及振動控制方法研究[D]. 包繼虎.上海交通大學 2014
[4]高速永磁無刷電機多場綜合分析及無位置傳感器控制[D]. 郝鶴.浙江大學 2013
[5]高速永磁無刷直流電機電磁場理論以及無位置傳感器技術的研究[D]. 吳元元.南京航空航天大學 2012
[6]高速永磁電機定子損耗和溫升研究[D]. 孔曉光.沈陽工業(yè)大學 2011
[7]高速永磁同步電機的損耗分析與溫度場計算[D]. 江善林.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]高速永磁無刷直流電機轉子渦流損耗的研究[D]. 周鳳爭.浙江大學 2008
[9]高速永磁電機的機械和電磁特性研究[D]. 王繼強.沈陽工業(yè)大學 2007
本文編號:3041596
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