摘要：多相异步电机在低压大功率的传动场合和对系统可靠性要求很高的场合,如潜艇的动力系统、核电站水冷系统等,已得到广泛运用。为保证电机长期高效安全地运转,必须对电机内部发热进行准确计算,将电机各部分温升制约在设计允许范围内。本论文采取有限元法对多相异步电机定、转子温度场进行数值模拟,取得了较为理想的结果。为解决定子径向通风沟内对流表面散热系数不足,利用流体场与温度场间接耦合的策略对多相异步电机定子传热特性进行浅析计算。基于流体动力学基本论述,对定子径向通风沟内具有绕流性物体的不可压缩粘性湍流流体场进行三维数值模拟,得到流体流速沿定子径向和周向的不均匀分布。并与径向通风沟内无绕流物体的流体流动进行比较,同时对径向通风沟入口风速的转变对流体分布的影响进行探讨。在对定子径向通风沟内流体场数值计算的基础上,求得通风沟内对流表面散热系数,代入电机定子三维温度场进行求解。与传统策略将径向通风沟内各表面散热系数视为常数计算所得温度场结果进行比较,并对通风沟入口流体流速、径向通风沟数量以及槽绝缘层不同等效对定子三维温度场的影响进行数值浅析。针对多相异步电机转子的两种通风系统设计案例分别建模计算,根据所得转子三维不均匀温度分布确定了最优通风设计案例。此外,分别探讨了转子转速变化、轴向通风沟径向截面大小和几何形状变化、以及轴向通风沟数量变化对转子温度场的影响。探讨结论对多相异步电机定转子通风道优化设计以及电机安全运转具有一定的指导作用。关键词：多相异步电机论文数值模拟论文流体场论文温度场论文耦合论文
本论文由www.808so.com摘要2-3
Abstract3-4
目录4-7
第一章 引言7-15
1.1 课题背景及作用7-8
1.1.1 课题的探讨背景及来源7
1.1.2 课题探讨的目的和作用7-8
1.2 探讨近况及浅析8-13
1.2.1 大电机冷却进展概况8-10
1.2.2 电机温度场探讨概况10-13
1.2.2.1 简化公式法11
1.2.2.2 等效热路法11
1.2.2.3 数值解法11-13
1.3 本论文探讨内容和探讨策略13-15
第二章 电机的通风冷却及其数值计算策略15-29
2.1 电机通风冷却系统结构及流体特性15-19
2.1.1 电机通风冷却系统结构15-17
2.1.1.1 电机轴向通风系统15-16
2.1.1.2 电机径向通风系统16
2.1.1.3 电机混合通风系统16-17
2.1.2 电机内流体特性17-19
2.1.2.1 理想流体与粘性流体17
2.1.2.2 可压缩流体与不可压缩流体17-18
2.1.2.3 定常流动与非定常流动18
2.1.2.4 层流与湍流18-19
2.2 计算流体动力学基本原理在电机中的运用19-27
2.2.1 计算流体动力学的基本思想19
2.2.2 计算流体动力学的求解历程19-20
2.2.3 流体流动制约方程20-26
2.2.3.1 质量守恒方程20-21
2.2.3.2 动量守恒方程21-23
2.2.3.3 能量守恒方程23
2.2.3.4 湍流制约方程23-26
2.2.4 流体流动通用制约方程及其离散26-27
2.2.4.1 通用制约方程26
2.2.4.2 通用制约方程的离散26-27
2.2.5 流场数值计算SIMPLE算法27
2.3 电机内流体场与传热特性的关联27-28
2.4 本章小结28-29
第三章 定子通风沟内流体场三维数值模拟29-35
3.1 多相异步电机通风冷却系统特点29
3.2 定子径向通风沟内流体三维数值模拟29-32
3.2.1 基本假设与计算条件29-30
3.2.2 边界条件及网格划分30
3.2.3 计算结果及浅析30-32
3.3 不同状态下通风沟内流变特性比较探讨32-34
3.3.1 定子径向通风沟内无绕流性物体时的流动特性32-33
3.3.2 入口风速对定子径向通风沟内流体流动的影响33-34
3.4 本章小结34-35
第四章 基于流体场的定子三维温度场数值模拟35-47
4.1 引言35
4.2 定子三维温度场数值模拟35-40
4.2.1 基本假设与计算条件35-36
4.2.2 数学模型36
4.2.3 物性参数、热源及边界条件的确定36-38
4.2.3.1 物性参数36-37
4.2.3.2 热源的确定37
4.2.3.3 对流表面散热系数的确定37-38
4.2.4 计算结果及浅析38-40
4.3 对定子温度分布影响因素的探讨40-45
4.3.1 径向通风道内流体分布转变对温度场的影响40-41
4.3.2 径向通风道数量的转变对温度场的影响41-44
4.3.3 定子槽绝缘等效对温度场的影响44-45
4.4 本章小结45-47
第五章 转子三维温度场数值模拟47-55
5.1 模型及求解条件47
5.2 热源及边界条件的确定47-48
5.3 计算结果及浅析48-50
5.4 影响转子温度分布的因素50-54
5.4.1 转子转速变化对其温度场的影响50-52
5.4.2 轴向通风沟入口截面的变化对温度场的影响52-53
5.4.2.1 轴向通风沟截面直径大小的变化对温度场的影响52-53
5.4.2.2 轴向通风沟截面几何形状的变化对温度场的影响53
5.4.3 轴向通风沟数量的变化对温度场的影响53-54
5.5 本章小结54-55
结论55-56
参考文献56-60
个人简历、攻读学位期间的探讨成果60-62
致谢62-63
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试议多相多相异步电机温度场计算
更新时间：2024-02-10
作者：用户投稿
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