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| 随着环境问题的日益严峻，新能源机车的开发越来越受到世界各国的关注。永磁同步牵引电机以其高效率、高功率因数和高功率密度等优点,正逐渐成为电动汽车驱动系统及轨道车辆牵引系统的主流电机之一。作为新能源机车的动力核心部件，其好坏直接决定整车性能。温升作为永磁同步牵引电机的一个重要指标，对电机的安全运行和使用寿命都起到很大的影响。所以准确的对电机的温升进行计算与分析，使得电机各部件的温升都保持在温升允许的范围内，才能保证电机的安全正常的运行[3]。电机冷却系统的设计是否合理直接决定着能否有效的降低电机温升。首先本文根据流体力学、传热学等学科知识，建立热计算的数学模型并对模型进行简化，确定各部分的导热和散热系数；编制了机壳表面空冷和机壳表面水冷永磁同步牵引电机的热网络计算程序，并用7.5kW机壳表面空冷和20kW机壳表面水冷电机进行计算验证；运用ANSYS Workbench软件建立两个样机的三维有限元模型，确定求解区域及边界计算条件，计算电机的各部分生热率、导热系数和散热系数，用有限元法对温度场进行计算。其次对永磁同步牵引电机的冷却结构进行研究分析，对比不同结构的水冷系统，以单螺旋结构为模型，设计并计算其结构参数，并计算了不同冷却边界条件对电机温升的影响。最后建立7.5kW和20kW电机的温升实验平台，对7.5kW电机在不同负载条件下和20kW电机在不同冷却水入口速度的条件下进行温升试验，并计算热网络法和有限元法的计算误差，对误差进行分析，得出误差曲线，通过结果验证编写的机壳表面空冷和机壳表面水冷的热网络程序的准确性和可用性，为永磁同步牵引电机的设计和温度场的计算提供了计算方法和理论参考。 |
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