本文關(guān)鍵詞：船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)的溫度場(chǎng)研究

  更多相關(guān)文章： 高功率密度 船用電機(jī) 有限元 流場(chǎng) 溫度場(chǎng)

【摘要】：作為船舶電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備，船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)擁有更小的體積、質(zhì)量，及更高的功率密度。散熱困難是目前影響高功率密度永磁電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行的主要原因之一。能夠在高功率密度電機(jī)設(shè)計(jì)階段就得到各部分準(zhǔn)確的溫度分布，對(duì)于其熱設(shè)計(jì)具有積極的指導(dǎo)作用。 從準(zhǔn)確計(jì)算高功率密度永磁電機(jī)溫度場(chǎng)角度出發(fā)，基于電機(jī)內(nèi)流場(chǎng)-溫度場(chǎng)耦合數(shù)值計(jì)算理論，借助商用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析軟件Fluent，對(duì)一系列連續(xù)定額工作制的高功率密度永磁電機(jī)的流-熱耦合場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，得到滿足工程計(jì)算精度的電機(jī)各部分溫度分布。 首先對(duì)一臺(tái)功率密度為0.9kW/kg的定子外水冷車用永磁電機(jī)的整體流-熱耦合場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，得到了電機(jī)整體的溫度場(chǎng)分布。然后用通過樣機(jī)的溫升試驗(yàn)得到的電機(jī)溫度場(chǎng)特定位置的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)作比較，驗(yàn)證了樣機(jī)計(jì)算模型和等效方法的正確性。 其次根據(jù)經(jīng)過驗(yàn)證的樣機(jī)熱-流耦合場(chǎng)計(jì)算模型和等效方法，對(duì)一臺(tái)功率密度為1.27kW/kg的船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)的流場(chǎng)-溫度場(chǎng)進(jìn)行了耦合計(jì)算。其冷卻結(jié)構(gòu)為定子外水冷水套、風(fēng)套和轉(zhuǎn)軸安裝軸流風(fēng)扇，用定子外圓等效為對(duì)流散熱面的方式連接了水套和電機(jī)本體熱-流耦合場(chǎng)的計(jì)算，分別得到了水套和電機(jī)本體的溫度分布，并定量分析了水套內(nèi)冷卻水流量對(duì)電機(jī)各部分溫升的影響。 最后根據(jù)經(jīng)過驗(yàn)證的樣機(jī)熱-流耦合場(chǎng)計(jì)算模型和改進(jìn)的等效方法，對(duì)一臺(tái)功率密度為1.82kW/kg的空水冷船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)的流場(chǎng)-溫度場(chǎng)進(jìn)行了耦合計(jì)算。對(duì)于給定的軸向冷卻空氣流量和通風(fēng)冷卻系統(tǒng)，流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果表明極大提高了冷卻氣流的有效利用率。改進(jìn)的等效模型更好的模擬了定子繞組端部區(qū)域空氣的流動(dòng)情況，提高了定子部分溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的精度。根據(jù)流場(chǎng)-溫度場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果，，得到了電機(jī)各部分詳細(xì)的溫度分布。
【關(guān)鍵詞】：高功率密度 船用電機(jī) 有限元 流場(chǎng) 溫度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U665.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題研究背景與意義12-14
• 1.1.1 課題背景12-13
• 1.1.2 課題研究的目的與意義13-14
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 永磁電機(jī)損耗計(jì)算14-16
• 1.2.2 永磁電機(jī)溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 存在的問題18-19
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 高功率密度電機(jī)流場(chǎng)-溫度場(chǎng)計(jì)算理論21-38
• 2.1 電機(jī)內(nèi)流場(chǎng)計(jì)算理論22-32
• 2.1.1 高功率密度電機(jī)的冷卻介質(zhì)及其基本特性22-24
• 2.1.2 電機(jī)內(nèi)流場(chǎng)的計(jì)算方法24-32
• 2.2 電機(jī)內(nèi)溫度場(chǎng)計(jì)算理論32-37
• 2.2.1 電機(jī)溫度場(chǎng)計(jì)算方法32-34
• 2.2.2 電機(jī)三維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的數(shù)值算法34-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 第三章 樣機(jī)流場(chǎng)-溫度場(chǎng)計(jì)算及驗(yàn)證38-50
• 3.1 水套流場(chǎng)和溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果38-42
• 3.2 樣機(jī)本體穩(wěn)態(tài)溫升計(jì)算結(jié)果42-45
• 3.3 樣機(jī)的溫升試驗(yàn)45-48
• 3.4 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比及分析48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 船用高功率密度永磁發(fā)電機(jī)溫升計(jì)算分析50-88
• 4.1 260 kW 水套冷卻樣機(jī)流場(chǎng)-溫度場(chǎng)計(jì)算與分析51-68
• 4.1.1 計(jì)算域及其網(wǎng)格劃分52-55
• 4.1.2 邊界條件55
• 4.1.3 計(jì)算結(jié)果分析55-67
• 4.1.4 結(jié)論67-68
• 4.2 1 MW 空水冷樣機(jī)流場(chǎng)-溫度場(chǎng)計(jì)算與分析68-86
• 4.2.1 概述69
• 4.2.2 計(jì)算模型介紹及網(wǎng)格劃分69-72
• 4.2.3 邊界條件與求解設(shè)置72-74
• 4.2.4 計(jì)算結(jié)果分析74-85
• 4.2.5 結(jié)論85-86
• 4.3 本章小結(jié)86-88
• 第五章 結(jié)論與展望88-91
• 5.1 結(jié)論88-89
• 5.2 展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 致謝95-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 楊松;柳長(zhǎng)江;;基于fluent的大中型永磁電機(jī)端部流場(chǎng)和溫度場(chǎng)計(jì)算[J];船電技術(shù);2009年10期

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4 孟大偉;劉宇蕾;張慶軍;徐永明;;潛油電機(jī)整體三維溫度場(chǎng)耦合計(jì)算與分析[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2010年01期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 江善林;高速永磁同步電機(jī)的損耗分析與溫度場(chǎng)計(jì)算[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：913389