混合動(dòng)力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)電機(jī)功率損耗及熱平衡研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力挖掘機(jī)普遍采用回轉(zhuǎn)電機(jī)取代原始液壓馬達(dá)作為回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。回轉(zhuǎn)電機(jī)通常采用高能量密度電機(jī)，其功率大從而發(fā)熱量大，體積小導(dǎo)致其自身散熱性能相對(duì)較低。并且回轉(zhuǎn)電機(jī)不停啟動(dòng)、制動(dòng)的工況特點(diǎn)使得電機(jī)繞組生熱率大。本文以回轉(zhuǎn)電機(jī)特殊工況為出發(fā)點(diǎn)對(duì)該工況下的能耗計(jì)算、散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、溫度場(chǎng)求解、熱平衡分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面開展研究。
　　分析了混合動(dòng)力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)電機(jī)特殊的工況特點(diǎn)，根據(jù)Bertotti鐵耗分立模型，利用Anso

2、ft軟件建立電機(jī)二維電磁場(chǎng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分析模型，通過定轉(zhuǎn)子磁密分析提出合理假設(shè)，確定過渡過程中變頻率下鐵耗計(jì)算方法，對(duì)電機(jī)過渡過程鐵耗進(jìn)行計(jì)算，為溫度分析奠定基礎(chǔ)。
　　通過試驗(yàn)和仿真獲得電機(jī)總功率損耗，在此基礎(chǔ)上對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻方案和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì);采用等效熱路法建立了回轉(zhuǎn)電機(jī)溫升計(jì)算模型，該模型為降低溫升提供理論指導(dǎo)。
　　分析回轉(zhuǎn)電機(jī)變載荷下溫度場(chǎng)求解過程，建立電機(jī)1/4截面有限元模型，通過穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)分析得到了電機(jī)溫度分布，

3、最高點(diǎn)溫升以及電機(jī)瞬時(shí)溫度變化;研究冷卻介質(zhì)流速、物性參數(shù)和介質(zhì)溫度對(duì)電機(jī)溫升的影響，為降低電機(jī)溫升提供依據(jù)。
　　從降低回轉(zhuǎn)電機(jī)損耗和提升散熱性能兩個(gè)方面對(duì)回轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行熱平衡研究。研究表明降低電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不僅可以提升挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)性能還能降低整機(jī)能耗和電機(jī)溫度。利用APDL語言建立電機(jī)單流道，1/4截面的有限元參數(shù)模型，對(duì)冷卻介質(zhì)流道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為流道參數(shù)優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　以20噸級(jí)混合動(dòng)力挖掘機(jī)為平臺(tái)，編寫實(shí)驗(yàn)測(cè)試用