基于集總參數(shù)熱網(wǎng)絡(luò)法的永磁同步電機(jī)熱研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、可靠性高等諸多優(yōu)越性能已經(jīng)成為現(xiàn)代艦船推進(jìn)技術(shù)的研究焦點(diǎn)。然而，因?yàn)榕灤抿?qū)動(dòng)電機(jī)的工作環(huán)境特殊，常常在變頻供電系統(tǒng)下運(yùn)行，變頻器的干擾使電機(jī)內(nèi)溫度急劇增加，熱分布規(guī)律不具備普遍性，因此特殊工況下的永磁同步電機(jī)的溫升計(jì)算是電機(jī)領(lǐng)域的重要研究課題之一。此外，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者多采用場(chǎng)算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行熱分析，鮮有用路算法分析電機(jī)全域穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)溫升變化的研究，而采用集總參數(shù)熱網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建模簡(jiǎn)單、求解速度快且具有較

2、高精度，能夠準(zhǔn)確掌握電機(jī)熱特性，并實(shí)現(xiàn)電機(jī)的快速參數(shù)化分析與設(shè)計(jì)。
　　本文主要針對(duì)一臺(tái)50kW表貼式永磁同步電機(jī)（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor，SPMSM）為進(jìn)行研究，基于集總參數(shù)熱網(wǎng)絡(luò)原理和傳熱傳質(zhì)學(xué)理論，結(jié)合該電機(jī)結(jié)構(gòu)特征和通風(fēng)特性，在合理的假設(shè)條件下構(gòu)建了電機(jī)全域熱網(wǎng)絡(luò)模型。同時(shí)建立電機(jī)冷卻介質(zhì)模型，采用有限體積法仿真求解，抽取流體流動(dòng)狀態(tài)參數(shù)，并對(duì)散熱參數(shù)進(jìn)行充分探

3、討。在此基礎(chǔ)上，賦值熱網(wǎng)絡(luò)熱邊界條件，類(lèi)比電網(wǎng)絡(luò)求解方法實(shí)現(xiàn)電機(jī)穩(wěn)態(tài)溫度計(jì)算。此外，為了明晰特殊工況下電機(jī)內(nèi)各構(gòu)件的溫升分布規(guī)律，對(duì)電機(jī)主體部分細(xì)致劃分并對(duì)兩種常用工況下的電機(jī)溫升分別進(jìn)行了穩(wěn)、瞬態(tài)求解分析，得到了一些有益的結(jié)論，為電機(jī)設(shè)計(jì)、性能分析、狀態(tài)監(jiān)控及優(yōu)化提供了重要的參考價(jià)值。最后，提出了間接實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法：搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行溫升試驗(yàn)，采集測(cè)量數(shù)據(jù)，并采用本臺(tái)電機(jī)的有限體積元仿真數(shù)據(jù)作為間接校核標(biāo)準(zhǔn)，將本文熱網(wǎng)絡(luò)模型的溫升計(jì)算結(jié)果與