永磁同步電動機內(nèi)流變特性及傳熱研究.pdf

1、隨著當代電機工業(yè)的飛速發(fā)展，以體積小、性能優(yōu)越為特征的永磁同步電動機被越來越廣泛地應用于交通、化工、采礦等領域。但是，隨著永磁同步電動機功率密度的增加，在運行過程中容易因電機內(nèi)部溫升過高，致使絕緣加速老化、永磁體退磁、繞組短路等現(xiàn)象發(fā)生，可能降低電動機的運行性能，甚至影響電動機的運行可靠性和壽命。因此，對永磁同步電動機內(nèi)部流體流變特性、傳熱性能以及電機結構件對其溫升特征影響的研究具有重要意義。
　　本文以一臺船舶用50kW驅(qū)動用永

2、磁同步電動機為例，建立了三維物理模型，根據(jù)流體力學和數(shù)值傳熱學等相關知識，采用有限體積法，對額定工況下穩(wěn)定運行時的電機溫度場和流體場進行仿真。通過分析結果得出電機內(nèi)部的各主要部件溫升最大值和平均值，部件內(nèi)沿軸向、周向及徑向的溫升分布特點，相鄰部件間的傳熱規(guī)律，著重研究了接線盒對應區(qū)域的溫升特點。通過對電機內(nèi)部流體區(qū)域中空氣的流變特性分析，得出該部分流體受轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)具體的影響情況，流速在空間各位置處的數(shù)值分布規(guī)律；通過對機殼外部求解域中流體

3、的研究，得出該區(qū)域各個風溝內(nèi)冷卻空氣沿軸向的速度變化特點，并詳細的分析了接線盒結構對空氣沿軸向流動的影響特點，結合溫度場的仿真結果闡述了機腔內(nèi)各部件最高溫升點產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的原因。
　　基于永磁同步電動機原始模型的計算結果，本文對接線盒結構提出四種改進方案。在基本假設和邊界條件不變的情況下，對各個方案下電機的溫度場和流體場進行仿真，并將所得結果對比研究，分析出具有不同特點的接線盒結構對電機外部流體場和內(nèi)部溫度場的影響，所得結果對今后