采用混合单元的汽轮发电机定子温度场的分析与计算 被引量：19

1

作者 李俊卿 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第18期78-82,共5页

为了提高大型汽轮发电机温度场计算的精度,提出采用混合单元(混合坐标系)计算电机温度场的方法。根据传热学和流体力学的基本原理,建立汽轮发电机定子三维温度场的数学模型;采用热平衡原理对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理,形成... 为了提高大型汽轮发电机温度场计算的精度,提出采用混合单元(混合坐标系)计算电机温度场的方法。根据传热学和流体力学的基本原理,建立汽轮发电机定子三维温度场的数学模型;采用热平衡原理对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理,形成电机的等效热网络。给出采用混合单元对电机进行网格划分的方法,并推导了不同坐标系下热导的求解方法,进而给出采用等效热网络方法求解定子温度场的非线型方程组。将其应用于一台QFSN-200-2型汽轮发电机定子温度场的计算,并将计算结果与实测值进行了比较,结果表明所提出的方法是正确可行的。 展开更多

关键词 汽轮发电机 定子 温度场 混合单元 等效热网络

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考虑温度变化的高温高速永磁电机转子涡流损耗半解析模型及实验验证 被引量：14

2

作者 卓亮 孙鲁 +2 位作者 施道龙 孙若兰 邹继斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第24期8305-8314,共10页

高温高速永磁电机由于工作环境的特殊性,在计算电机转子涡流损耗时,需要进行磁热耦合仿真,导致计算时间较长,而现有子域模型在建模时需首先假设材料属性参数为恒定值,不能考虑温度的影响。首先,将精确子域法与等效热网络相结合,提出一... 高温高速永磁电机由于工作环境的特殊性,在计算电机转子涡流损耗时,需要进行磁热耦合仿真,导致计算时间较长,而现有子域模型在建模时需首先假设材料属性参数为恒定值,不能考虑温度的影响。首先,将精确子域法与等效热网络相结合,提出一种可以考虑转子材料电导率及导热系数随温度变化的高温高速永磁电机转子涡流损耗半解析模型;其次,基于该模型分析了在高温状态下不同供电频率及护套材料对转子涡流损耗和永磁体温升的影响,得到针对高温高速永磁电机转子护套材料的选取方法;最后,对一台高温高速永磁电机分别进行损耗分离实验和温升实验,将实验与解析结果作对比,验证解析模型的正确性。 展开更多

关键词 高温高速永磁电机 转子涡流损耗(RECL) 精确子域法 等效热网络 损耗和温升实验

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基于等效热网络法和CFD法高速永磁同步电机热计算研究 被引量：10

3

作者 吴胜男 郝大全 佟文明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期29-36,共8页

针对高速永磁同步电机的温度场计算准确性问题,采用等效热网络法和流固耦合的数值方法,对一台水冷非晶合金定子电机进行了热计算。建立了电机的流固耦合模型,考虑电机内空气温度分布不均匀对密度、比热容、动力粘度以及导热系数的影响... 针对高速永磁同步电机的温度场计算准确性问题,采用等效热网络法和流固耦合的数值方法,对一台水冷非晶合金定子电机进行了热计算。建立了电机的流固耦合模型,考虑电机内空气温度分布不均匀对密度、比热容、动力粘度以及导热系数的影响。基于最小二乘法原理,得到了空气物理属性随温度变化的表达式,对电机内空气施加变温物理属性,并与恒温下电机内空气恒定物理属性的温度场计算结果和转子外表面的空气摩擦损耗计算结果进行对比分析。结果表明:对机内空气施加变温物理属性后,转子高温区域面积增加,温升计算值更接近实际,并且转子外表面空气摩擦损耗降低了4.0%。最后,搭建了样机温升实验平台进行温升实验,验证了等效热网络和流固耦合法计算结果的准确性。 展开更多

关键词 高速永磁同步电机 等效热网络 流固耦合 热计算 空气变温物理属性 空气摩擦损耗

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基于等效热网络法的风力发电机故障诊断 被引量：8

4

作者 曹梦楠 邱颖宁 +1 位作者 冯延晖 王浩 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期306-313,共8页

发电机是风电机组故障诊断的关键部位之一。作为风电机组主要的能量转换设备,发电机的健康状态可以通过其工作温度进行监测。通过构建双馈异步风力发电机的等效热网络模型,实现了对发电机各节点热源、热阻和热量传递过程的分析和计算。... 发电机是风电机组故障诊断的关键部位之一。作为风电机组主要的能量转换设备,发电机的健康状态可以通过其工作温度进行监测。通过构建双馈异步风力发电机的等效热网络模型,实现了对发电机各节点热源、热阻和热量传递过程的分析和计算。对热网络模型的热平衡方程组进行求解,得到的各节点温度体现了发电机工作时的温度分布。采用该方法对SCADA数据进行分析,以发电机定子绕组温度作为监测量,根据输入的SCADA数据计算得到定子绕组温度的参考值,并与SCADA数据进行对比,通过两者差值的不同行为对发电机冷却系统故障进行了识别,论证了该方法在风力发电机热分析和故障诊断上的适用性。 展开更多

关键词 风力发电 等效热网络 双馈异步发电机 故障诊断

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基于等效热网络法的容错永磁电机的温度分析和计算 被引量：7

5

作者 陈礼洋 赵文祥 吉敬华 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第4期45-50,共6页

容错永磁电机工作条件恶劣,电机运行时的温升不仅会影响其电磁性能,更会引发故障,降低电机的可靠性。分析了容错永磁电机的热源分布情况,采用集中参数法建立电机等效热网络图,通过热平衡方程对电机温度进行求解计算。运用ANSYS/Fluent... 容错永磁电机工作条件恶劣,电机运行时的温升不仅会影响其电磁性能,更会引发故障,降低电机的可靠性。分析了容错永磁电机的热源分布情况,采用集中参数法建立电机等效热网络图,通过热平衡方程对电机温度进行求解计算。运用ANSYS/Fluent有限元法进行了对比分析,验证了等效热网络法计算结果的准确性。最后,针对电机温度情况,分别从减小损耗和改善散热条件两个方面提出了改进方案。 展开更多

关键词 容错永磁电机 有限元 等效热网络

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基于一维/三维热模型的平板热管/液冷电池热管理系统优化设计

6

作者 郭喆晨 徐俊 +2 位作者 王行早 徐梓铭 梅雪松 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期79-88,共10页

高效的电池热管理系统对保证锂离子电池安全和延长其使用寿命具有重要意义。为了获得合适的工作温度和更好的温度均匀性,设计一种超薄平板热管/液体冷却热管理系统。结合一维等效热网络模型和三维数值仿真模型各自的优点,提出一种高效... 高效的电池热管理系统对保证锂离子电池安全和延长其使用寿命具有重要意义。为了获得合适的工作温度和更好的温度均匀性,设计一种超薄平板热管/液体冷却热管理系统。结合一维等效热网络模型和三维数值仿真模型各自的优点,提出一种高效的优化方法,并对一维和三维模型进行试验验证。为了分析4个参数对系统综合性能的影响,选择了四水平正交试验设计对参数进行量化,并进行多目标优化。优化结果表明,系统的热特性和轻量化都得到了提升,其中最高温度可以控制在40℃以内。此外,可变热管长度方案可以显著改善电池模组的温均性。与原系统相比,在大倍率放电和工况变化的放电过程中,模组温差可以控制在2℃以下。此外,附件质量比降低了8.2%。 展开更多

关键词 电池热管理 平板热管 液体冷却 等效热网络 锂离子电池

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航空交流发电机等效热网络模型 被引量：3

7

作者 刘荣林 《中国民航大学学报》 CAS 2008年第6期13-17,共5页

三级式航空交流发电机的热交换是一个复杂的物理过程,为了定量计算电机内的温升分布,必须建立其等效模型。以B747发电机为例,介绍了三级式航空交流发电机的内部发热源、基本传热途径,分析了航空交流发电机的发热过程,建立了三级式航空... 三级式航空交流发电机的热交换是一个复杂的物理过程,为了定量计算电机内的温升分布,必须建立其等效模型。以B747发电机为例,介绍了三级式航空交流发电机的内部发热源、基本传热途径,分析了航空交流发电机的发热过程,建立了三级式航空交流发电机各部分等效热网络模型,根据电机的内部结构,构建了整个航空交流发电机的等效热网络模型,并用实例验证了模型的正确性。 展开更多

关键词 航空电机 发电机 等效热网络

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考虑金属电阻温度系数分布效应的电器典型热件等效网络 被引量：1

8

作者 许峰 李吉民 +1 位作者 柳玉秀 刘茂恺 《低压电器》 北大核心 1998年第4期18-22,共5页

电器稳定发热计算的等效热网络法，为结构复杂及场路混合的电器热设计提供了一种高效准确的有效途径。以往的热网络计算中采用热件平均温升下对应的电阻率，并认为是常数，与实际热件的温升分布不相符合。本文提出了考虑金属电阻温度系... 电器稳定发热计算的等效热网络法，为结构复杂及场路混合的电器热设计提供了一种高效准确的有效途径。以往的热网络计算中采用热件平均温升下对应的电阻率，并认为是常数，与实际热件的温升分布不相符合。本文提出了考虑金属电阻温度系数效应的网络数学模型，可以更准确方便地计算热件内部的最高温升和热流分布。分析讨论了不同典型热件的等效热网络间的内在联系和物理意义，进一步完善了电器稳定发热计算等效热网络法的理论体系。 展开更多

关键词 稳定温升 热传导 等效热网络 电阻温度系数

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小卫星姿态控制飞轮系统热设计 被引量：1

9

作者 王辉 武俊峰 +1 位作者 李胤 吴一辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2265-2272,共8页

为了满足小卫星姿态控制飞轮系统热设计的要求,对飞轮系统的热特性进行了分析和试验验证。根据飞轮运行工况,分别对飞轮系统机械损耗和电控损耗进行了理论计算,确定了系统主要热源点的分布情况。然后,依据系统拓扑结构,建立了整机的等... 为了满足小卫星姿态控制飞轮系统热设计的要求,对飞轮系统的热特性进行了分析和试验验证。根据飞轮运行工况,分别对飞轮系统机械损耗和电控损耗进行了理论计算,确定了系统主要热源点的分布情况。然后,依据系统拓扑结构,建立了整机的等效热网络模型;采用有限元法,分别对飞轮相关组件和整机在卫星连续侧摆工况下的热特性进行了分析。最后,研制了实验样机,并对样机进行了热真空试验。在经过8h卫星连续侧摆机动工况下的实验结果表明:当环境温度为45.0℃时,监测点最后平衡温度约为57.8℃,相对于有限元分析结果的53.2℃,误差为8.6%,表明热分析结果与试验结果吻合度较好,可为姿态控制飞轮系统的热设计提供重要参考。 展开更多

关键词 小卫星 姿态控制飞轮 热设计 等效热网络 有限元法

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永磁直流电机温度场的分析与计算 被引量：1

10

作者 姚光久 谷爱昱 +1 位作者 江伟 尹丙桥 《电机技术》 2016年第6期9-13,共5页

在分析和阐释永磁直流电机发热机理的基础上,运用电机内热交换理论,建立了永磁直线电机传热模型。分析了永磁电机的热源分布情况,采用集中参数法建立电机等效热网络图,通过热平衡方程对电机温度进行计算求解。运用ANSYS/Workbench有限... 在分析和阐释永磁直流电机发热机理的基础上,运用电机内热交换理论,建立了永磁直线电机传热模型。分析了永磁电机的热源分布情况,采用集中参数法建立电机等效热网络图,通过热平衡方程对电机温度进行计算求解。运用ANSYS/Workbench有限元法进行了对比分析,验证了等效热网络法计算结果的准确性。 展开更多

关键词 永磁直流电动机 有限元 温度场 传热 等效热网络

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基于电磁-温度耦合方法的永磁驱动器温度场分析 被引量：1

11

作者 郑迪 王大志 +1 位作者 李硕 于林鑫 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期457-461,共5页

基于电磁-温度场耦合方法,分析了盘式永磁驱动器的温度场.基于电磁场解析计算建立了盘式永磁驱动器的电磁场解析模型,推导了涡流损耗公式.计算了热阻和散热系数,并以涡流损耗为热源,建立了盘式永磁驱动器等效热网络模型.预测随负载变化... 基于电磁-温度场耦合方法,分析了盘式永磁驱动器的温度场.基于电磁场解析计算建立了盘式永磁驱动器的电磁场解析模型,推导了涡流损耗公式.计算了热阻和散热系数,并以涡流损耗为热源,建立了盘式永磁驱动器等效热网络模型.预测随负载变化时盘式永磁驱动器的涡流损耗和铜盘温度的变化.解析结果与有限元结果比较表明:基于电磁-温度场耦合方法所建立的电磁场解析模型和温度场解析模型能快速、准确地预测涡流损耗和铜盘温度. 展开更多

关键词 永磁驱动器 电磁-温度场 耦合分析 电磁场解析计算 等效热网络

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等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用 被引量：63

12

作者 王晓远 高鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期26-33,共8页

轮毂电机温度场的准确计算对于轮毂电机的安全运行和性能提升至关重要。根据一般电动汽车用轮毂电机样机的结构,建立了等效热网络温度场分析模型和3D有限元模型。基于等效热网络法,编写了轮毂电机温度场计算程序,计算了额定工况下的稳... 轮毂电机温度场的准确计算对于轮毂电机的安全运行和性能提升至关重要。根据一般电动汽车用轮毂电机样机的结构,建立了等效热网络温度场分析模型和3D有限元模型。基于等效热网络法,编写了轮毂电机温度场计算程序,计算了额定工况下的稳态节点温度。通过有限元法,计算了轮毂电机额定工况下的稳态温度场分布和瞬态温升曲线。根据轮毂电机的温升实验,对比分析了两种方法的计算结果,验证了等效热网络分析模型和3D有限元模型的有效性,说明了等效热网络法和有限元法对于轮毂电机温度场计算的适应性和兼容性。 展开更多

关键词 轮毂电机 温度场 等效热网络法 有限元法

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基于等效热网络法的定频双转子永磁风力发电机的热分析 被引量：28

13

作者 张建忠 姜永将 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期87-97,共11页

定频双转子永磁风力发电机是近年来提出的一种新型特种电机,具有低速直驱、功率密度高、变换器功率小等优点,具有较好的应用前景。定频双转子发电机在定子和内转子上都设置有绕组,且内转子散热条件较差,热分析成为电机设计的关键环节。... 定频双转子永磁风力发电机是近年来提出的一种新型特种电机,具有低速直驱、功率密度高、变换器功率小等优点,具有较好的应用前景。定频双转子发电机在定子和内转子上都设置有绕组,且内转子散热条件较差,热分析成为电机设计的关键环节。为此,本文提出了基于等效热网络法的定频双转子发电机的热分析,首先介绍了传热的基本定律,然后建立定频双转子发电机的热网络模型,并对模型中各个热参数比如热阻、热源等,进行分析和计算,最后对热网络图中的各个节点建立热平衡方程,求解方程组,得出电机各部分的稳态温升并通过实验进行了实验验证。 展开更多

关键词 风力发电 定频双转子 双机械端口 等效热网络法 热分析 温升

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新型磁障转子无刷双馈电机热计算 被引量：16

14

作者 张凤阁 蒋晓东 +2 位作者 李应光 Zhang Yue 王金松 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2745-2752,共8页

磁障型结构是近年来针对无刷双馈电机提出的一种新型转子结构,相比于其它磁阻型转子,具有较强的磁场耦合能力。温升是决定电机功率密度的重要指标,为充分发挥磁障转子无刷双馈电机的潜能,进行快速而准确的热计算是十分必要的。该文建立... 磁障型结构是近年来针对无刷双馈电机提出的一种新型转子结构,相比于其它磁阻型转子,具有较强的磁场耦合能力。温升是决定电机功率密度的重要指标,为充分发挥磁障转子无刷双馈电机的潜能,进行快速而准确的热计算是十分必要的。该文建立了磁障转子热路计算的精确模型,基于热网络方法,编写温升计算程序,计算电机不同位置的温升分布。采用有限元方法计算了电机的稳态温升,最后再将温升计算结果与一台11k W样机试验数据进行对比,验证了该文针对磁障转子无刷双馈电机提出的转子热路计算模型的正确性。该文的研究结果可以为具有类似转子结构无刷双馈电机温升的快速准确计算提供参考。 展开更多

关键词 磁障型转子 无刷双馈电机 热路计算模型 等效热网络法 温升

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电励磁双凸极无刷直流发电机热网络建模与热特性研究 被引量：5

15

作者 张健 朱锡庆 +1 位作者 张卓然 于立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期318-328,共11页

电励磁双凸极无刷直流发电机具有调压方便、可靠性高的优点,在航空电源领域得到应用,但励磁绕组的引入会带来额外的励磁损耗,进而影响电机的温升。建立准确快速的电励磁双凸极电机温度场模型,并进行热特性研究对其安全稳定运行非常关键... 电励磁双凸极无刷直流发电机具有调压方便、可靠性高的优点,在航空电源领域得到应用,但励磁绕组的引入会带来额外的励磁损耗,进而影响电机的温升。建立准确快速的电励磁双凸极电机温度场模型,并进行热特性研究对其安全稳定运行非常关键。该文对比分析集中励磁与分布励磁双凸极电机的结构特点与损耗分布特性。针对集中励磁双凸极电机的非均匀槽特点,考虑异型槽之间的热耦合作用,建立热网络分析模型。建立有限元分析模型验证了热网络模型的正确性,并对比分析不同转速与负载下集中励磁与分布励磁双凸极电机的热特性。搭建水冷集中励磁双凸极电机实验平台,并完成电磁与温升实验。实验结果与仿真结果一致,表明水冷条件下集中励磁双凸极电机相比于分布励磁双凸极电机具有更高的效率与更低的温升。 展开更多

关键词 双凸极电机 集中励磁 分布励磁 等效热网络法 热分析

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混合定子铁心再制造电机三维温度场分析 被引量：8

16

作者 宋守许 胡孟成 +2 位作者 杜毅 左昊 章帆 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期33-42,共10页

针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合... 针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合定子不同材料段铁耗;建立了混合定子铁心再制造电机热网络模型,利用等效热网络法计算得到节点温度;计算了混合定子铁心轴向生热率,利用定子铁心按损耗分布加载的精确温度场仿真方法对再制造电机和原电机的温度场分布进行研究,得到了再制造电机的温度分布规律,并分析了原因。制造了混合定子铁心再制造电机样机并进行了温升实验,验证了计算结果的正确性。 展开更多

关键词 混合定子铁心 再制造电机 等效热网络法 有限元法 磁密分布 温度场

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基于等效热网络法的永磁同步电机温升计算 被引量：6

17

作者 周晓燕 孙立翔 王金平 《微电机》 北大核心 2019年第11期21-26,共6页

永磁同步电机体积小,功率密度高,导致它的单位热损耗大,由此引起的温升不可忽视。因此,本文采用等效热网络方法对永磁同步电机进行温升计算,首先建立了永磁同步电机的热网络模型,然后对模型中的各个节点的热阻,和部分节点的损耗进行计... 永磁同步电机体积小,功率密度高,导致它的单位热损耗大,由此引起的温升不可忽视。因此,本文采用等效热网络方法对永磁同步电机进行温升计算,首先建立了永磁同步电机的热网络模型,然后对模型中的各个节点的热阻,和部分节点的损耗进行计算和分析,最后对热网络图中的各个节点建立热平衡方程,求解方程组,得出各部分的稳态温升并通过实验进行了验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机 等效热网络法 热分析 温升

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皮带输送机用外转子永磁同步电机温度场研究 被引量：5

18

作者 吴家成 张炳义 《防爆电机》 2020年第2期8-12,31,共6页

可移动式皮带机输送机需要经常移动,自然冷却外转子永磁电动机不需要冷却系统,移动灵活、方便,又可以直接驱动皮带机,因此是可移动式皮带输送机的首选驱动方式。自然冷却外转子永磁电机转矩密度大、额定频率低,铜耗占总损耗的比例大且... 可移动式皮带机输送机需要经常移动,自然冷却外转子永磁电动机不需要冷却系统,移动灵活、方便,又可以直接驱动皮带机,因此是可移动式皮带输送机的首选驱动方式。自然冷却外转子永磁电机转矩密度大、额定频率低,铜耗占总损耗的比例大且因其结构细长,磁负荷偏大,又因为外转子结构使其热源部分位于电机中部,且没有水冷系统,导致其自身散热比较困难。其温升设计与普通永磁同步电机不同,对此建立一种适用于自然冷却外转子永磁电机的等效热网络模型,分析不同热负荷下电机各部分平均温度及温升情况。并通过有限元软件仿真和样机试验进行对比分析,验证热网络模型的正确性,为此类外转子永磁同步电机温升预测和电机设计提供依据。 展开更多

关键词 等效热网络法 温度场 外转子永磁同步电机 自然冷却

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永磁同步电机电磁热耦合高效计算模型

19

作者 刘佳豪 姜亚鹏 苏振中 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第17期118-124,共7页

电磁热耦合分析是一种计算永磁同步电机电磁性能和热性能的有效方法,为实现耦合场的高效准确计算,建立了一种结合二维静磁场有限元模型和等效热网络模型的电磁热耦合高效计算模型。首先,基于磁密时空变换公式,推导了考虑材料温升特性的... 电磁热耦合分析是一种计算永磁同步电机电磁性能和热性能的有效方法,为实现耦合场的高效准确计算,建立了一种结合二维静磁场有限元模型和等效热网络模型的电磁热耦合高效计算模型。首先,基于磁密时空变换公式,推导了考虑材料温升特性的电磁损耗计算模型,并与二维时步有限元法进行对比,相同硬件条件下,计算时间减少约79%;然后,基于传热学定律,建立了电机的等效热网络温度场分析模型,并推导了节点温升计算的状态空间方程。最后,以一台表贴式永磁电机为例,与三维有限元耦合模型进行对比,温度场计算结果最大误差为5.3 K,计算时间减少约95.2%,表明该模型可在保证计算精度的前提下提高电磁热耦合分析效率。 展开更多

关键词 永磁电机 电磁热耦合 等效热网络法 时空变换

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基于集总热网络法永磁同步电机温度场分析

20

作者 袁真铖 夏加宽 《船电技术》 2023年第2期55-59,共5页

为了解永磁同步电机发热情况,建立一种在水冷下外转子永磁同步电机热网络模型。首先,建立了电机等效热网络模型,然后对热阻和水道对流散热系数以及材料导热系数进行计算,最后通过热平衡方程式分析其在额定工况下电机各部件温度及温升情... 为了解永磁同步电机发热情况,建立一种在水冷下外转子永磁同步电机热网络模型。首先,建立了电机等效热网络模型,然后对热阻和水道对流散热系数以及材料导热系数进行计算,最后通过热平衡方程式分析其在额定工况下电机各部件温度及温升情况。并与有限元软件计算结果进行比较分析,验证所建立热网络模型准确性,为水冷条件下外转子永磁同步电机温升预测提供参考依据。 展开更多

关键词 等效热网络法 外转子永磁同步电机 温度场 水冷

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