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建立了水冷系统的双定子无刷电发电机的三维有限元模型,对双定子无刷电发电机内部的温升规律进行了分析。探究了在不同的冷却条件下DSBDFG的温度分布并分析其中规律,发现冷却介质和机壳材料等皆对电机温升有影响。与冷却油跟乙二醇等冷却液相比,水的冷却效果是的。乙二醇的浓度越大,传热系数越低,这会导致电机温升的增大。用铝等导热性能好的材料代替铸铁当机壳,也对电机的温升降低有着积极的作用,但是会提高成本。
对双定子无刷电发电机的冷却系统和温升进行了研究,成果和主要工作如下:
(1>依照双定子无刷电电机的结构尺寸参数绘出发电机的总体结构,给出三维模型。阐述了DSBDFG的磁场调制机理并介绍了DSBDFG的运行方式。
(2>建立了DSBDFG的传热三维物理模型,根据传热换热关系方式搭建电机的热网络平台,利用Matlab编写电机各部件温升计算程序,通过求解导热方程组,得到了各部件温度分布。计算电机各部分的生热率和散热系数,对DSBDFG的稳态温度场进行了有限元仿真。
(3)根据温度场和流体力学的基本理论研究了电机的水路冷却结构,对双定子无刷电发电机的水冷系统进行了设计,选取不同的水冷结构;对比周向螺旋型和轴向"Z”字型的水路,综合水路结构的流动迹线、流阻、温度等因素最后选择螺旋型水冷结构为双定子无刷电发电机的机壳冷却方式。保证入水口截面积一致,改变水路入口长方形的截面尺寸,分析螺旋型水路结构的散热效果,得到螺旋水路截面长宽比y =2时的冷却结构更适合此发电机。保证螺旋型水道的散热面积不变,改变水道的个数,分析发现水道个数越多,水的流速和流阻就越大,导致水泵消耗的功率也就越大,分析之后最终选择数目为6的螺旋型水道。最后分析对比不同的冷却水流速,并对温度场进行仿真可以看出随着水速的增加,各部件的温度在一定程度上先是随之增长,然后趋势就变缓慢,最后外水路的水速选取1. 8m/s,内水路的水速则选1 m/s o
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