文档介绍
| 随着科学技术和汽车工业的不断发展，车用电机的单机容量逐年增大，然而车用电机体积受限，致使电机单位电磁负荷增大，电机温升问题日益凸显。因为电机温升关系到电机的使用寿命和运行可靠性，所以尽量降低电机温升和合理分配电机稳态温升与其他各项指标的关系，是影响电机研发制作、运行工况的首要因素。准确计算电机温度场即能保证电机稳定运行，同时对于提高电机机组的运行效率，优化电机设计，降低制造成本意义重大，因此在电机的设计及运行过程中都十分重视该问题的研究。确定了汽车用永磁无刷直流电机的电磁设计方案，根据电机参数要求，确定电机各主要尺寸，并应用电磁仿真软件Ansoft对电机进行电磁仿真计算，得到电机稳态运行时的磁场分布、气隙磁密；运用瞬态求解器计算了电机空载反电动势、齿槽转矩，电机从启动到稳定运行过程中的速度，电流以及铁心损耗、绕组损耗。针对电机因损耗而产生的发热，对电机温度场进行研究。应用大型有限元软件Fluent分析了汽车用永磁无刷直流电机在风冷、水冷两种冷却方式情况下的三维温度场分布，确定了电机温升最热点。建立了永磁无刷直流电机的三维模型，通过Gambit对复杂的电机内部结构采用从外往内分层切块的方法进行剖分，保证了网格的质量，提高了计算的精确性。通过总结仿真结果，得出电机内部温升分布规律，两种冷却方式下绕组端部均为温升最热点；其次，总结了同一冷却方式下，不同冷却条件对电机温升影响的规律，归纳出风速、水流速分别与电机内各部件温度变化曲线，并对两种冷却方式进行对比分析，电机水冷结构散热效果明显优于风冷方式；最后，对样机进行温升实验，将实验结果与仿真结果进行对比，温升结果吻合，误差在允许范围内，验证仿真方法的正确性和可行性。本文提供了一种永磁无刷直流电机温度场的计算仿真方法，为同类电机的设计提供了帮助。 |
文档标签:
流体力学
