本文關(guān)鍵詞：不同驅(qū)動(dòng)條件下感應(yīng)電機(jī)通風(fēng)與傳熱分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，國家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，越來越多要依靠船舶運(yùn)輸，隨著船舶行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對船用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力要求越來越高。感應(yīng)電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在船舶領(lǐng)域。因其工作需要，往往采用變頻控制，具有較高的功率密度及轉(zhuǎn)矩密度，電機(jī)的熱負(fù)荷隨之提高，加之其工作在狹小的空間內(nèi)，從而造成局部溫升過高，造成一定的安全隱患，影響電機(jī)運(yùn)行安全及其穩(wěn)定性，因此，對驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)流體流動(dòng)特性及傳熱進(jìn)行耦研究，及在其運(yùn)行過程中對電機(jī)溫升的相關(guān)敏感性進(jìn)行分析十分重要。 本文以一臺55kW驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)為例，基于計(jì)算流體力學(xué)及數(shù)值傳熱學(xué)原理，建立數(shù)學(xué)模型；根據(jù)電機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)，在給定基本假設(shè)的前提條件下，建立外部有空氣域包裹的電機(jī)三維流熱耦合物理模型；對所建的求解域模型施加合理的邊界條件，采用有限體積法，對工頻驅(qū)動(dòng)條件下及PWM控制的兩種調(diào)制比驅(qū)動(dòng)條件下，，電機(jī)的流體流動(dòng)特點(diǎn)及傳熱特性進(jìn)行計(jì)算分析，將得到計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗(yàn)證了計(jì)算方法的正確性及所建模型的合理性。通過對電機(jī)內(nèi)部流體流速、電機(jī)機(jī)殼及端部離心式風(fēng)扇部分流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等進(jìn)行分析。對PWM控制的不同調(diào)制比驅(qū)動(dòng)條件下，電機(jī)整體及主要部件的溫升分布規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)對比分析，并在調(diào)制比為0.8時(shí)對電機(jī)運(yùn)行過程中絕緣老化等情況進(jìn)行敏感性分析。 根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果，分析了電機(jī)轉(zhuǎn)子端部風(fēng)扇及電機(jī)外風(fēng)罩內(nèi)離心式風(fēng)扇對電機(jī)的冷卻作用，驗(yàn)證電機(jī)通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的合理性；獲得了在PWM控制的兩種調(diào)制比驅(qū)動(dòng)條件下以及相關(guān)敏感因素影響下的電機(jī)溫升分布情況，說明了其工作的穩(wěn)定性，為今后對中小型異步電機(jī)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論借鑒。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)電機(jī) PWM控制 流熱耦合 有限體積法 溫升敏感性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U665.11;TM346
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 電機(jī)通風(fēng)與傳熱計(jì)算原理及物理模型建立15-20
• 2.1 計(jì)算原理概述15-17
• 2.1.1 計(jì)算流體力學(xué)方程15-16
• 2.1.2 數(shù)值傳熱學(xué)基本方程16-17
• 2.1.3 影響表面散熱系數(shù)主要因素17
• 2.2 流熱耦合求解域物理模型的建立17-19
• 2.2.1 基本假設(shè)17-18
• 2.2.2 求解域模型18-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第3章 工頻驅(qū)動(dòng)條件下感應(yīng)電機(jī)溫升與流體流變特性分析20-34
• 3.1 感應(yīng)電機(jī)基本參數(shù)及邊界條件20-22
• 3.1.1 電機(jī)基本參數(shù)20-21
• 3.1.2 邊界條件的確定21-22
• 3.2 工頻驅(qū)動(dòng)條件下感應(yīng)電機(jī)溫升分析22-26
• 3.2.1 機(jī)殼溫升分布22
• 3.2.2 定子繞組溫升分布22-24
• 3.2.3 溫升計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)值對比分析24-26
• 3.3 工頻驅(qū)動(dòng)條件下感應(yīng)電機(jī)流體流變特性分析26-32
• 3.3.1 機(jī)殼外部空氣流變特性分析26-29
• 3.3.2 電機(jī)內(nèi)部空氣流變特性分析29-31
• 3.3.3 風(fēng)罩內(nèi)空氣流變特性分析31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 第4章 PWM 控制下感應(yīng)電機(jī)溫升計(jì)算與分析34-56
• 4.1 PWM 控制的兩種調(diào)制比驅(qū)動(dòng)條件下電機(jī)損耗分布34
• 4.2 PWM 控制下 M=0.8 時(shí)電機(jī)溫升數(shù)值分析34-43
• 4.2.1 M=0.8 時(shí)機(jī)殼溫升分析36
• 4.2.2 M=0.8 時(shí)定子溫升分析36-39
• 4.2.3 M=0.8 時(shí)轉(zhuǎn)子溫升分析39-41
• 4.2.4 M=0.8 時(shí)電機(jī)內(nèi)空氣溫升分析41-42
• 4.2.5 M=0.8 時(shí)溫升計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)值對比42-43
• 4.3 PWM 控制下 M=0.9 時(shí)電機(jī)溫升數(shù)值分析43-51
• 4.3.1 M=0.9 時(shí)機(jī)殼溫升分析45-46
• 4.3.2 M=0.9 時(shí)定子溫升分析46-50
• 4.3.3 M=0.9 時(shí)轉(zhuǎn)子溫升分析50-51
• 4.4 PWM 控制下電機(jī)溫升相關(guān)敏感性分析51-55
• 4.4.1 機(jī)殼材料對電機(jī)溫升分布的影響51-53
• 4.4.2 絕緣老化對電機(jī)溫升分布的影響53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60-61
• 致謝61

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