摘要：针对电动汽车永磁电机功率密度提高,热负荷增加温升增大,影响电机运行性能和可靠性的问题,基于三维等效热网络法对高功率密度永磁电机进行磁热双向耦合分析。建立电机三维等效热网络模型,计算指定节点温度。将电磁场有限元模型和热网络模型结合,进行磁热双向耦合计算,求解温度分布,确定电机冷却效果。最后利用流固耦合温度场仿真,分析了两者温升计算的差异。基于三维等效热网络法的磁热耦合温度计算准确性较高,且计算时间大幅度缩短,对计算机备置要求较低,更适用于高密度电机初期结构设计。

摘要：对于矿用直驱电机,因为其转矩密度大、发热量高,同时工况条件存在大量的煤粉,所以在电机设计时准确计算其稳态运行温度尤为重要,首先建立电机等效热网络模型,分析电机热传导与热对流过程的等效热阻与热源,利用Motor-CAD软件建立电机轴向水冷模型,采用有限元法求解电机电磁场,热网络法求解电机温度场,并进行双向耦合迭代,求解出电机稳态运行温度。最终通过样机实验验证电机冷却系统设计的合理性以及磁热双向耦合分析电机温度方法的准确性。

摘要：温度变化会改变圆筒型永磁直线电机中绕组的绝缘性能和永磁体的磁性能,进而对电机的工作性能和使用寿命产生影响。为了准确计算出电机在稳定工作时的温升,提出了一种磁热双向耦合计算方法。利用SolidWork软件建立圆筒型永磁直线电机的三维模型,使用有限元软件对电磁场和温度场进行仿真,并将电磁场和温度场相互耦合,反复循环迭代,直至得到收敛的电磁场和温度场,并与磁热单向耦合仿真结果进行对比。电机的温升试验结果表明,双向耦合比单向耦合的仿真结果更加接近试验值,能够更加准确的计算出电机的温升,可为电机的材料选型与热平衡设计提供参考。

摘要：为探究牵引电机温升问题,本文以某大型矿用电动车轮边牵引电机为研究对象,建立电机三维流动与传热耦合求解的有限元模型;并给出基本假设与相应的边界条件,采用磁-热双向耦合方法模拟计算电机的电磁场和温度场,在此基础上,分析该电机在低速满载工况下的温度场分布特性。采用这种分析方法可以实现对电机温度场特性的准确分析而且有助于电机冷却系统合理设计,为更大功率的电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。

摘要：具有高效率、结构简单等优点的永磁同步电机(PMSM)在高功率密度需求的驱动应用场景中得到广泛应用。然而,该类型电机通常不设置转子冷却措施,设计不当将出现转子温升偏高,引起转子结构变形、永磁体(PM)不可逆失磁等风险。结合电动汽车用高功率密度永磁电机的发热和冷却过程,建立计及材料特性随温度变化的磁热耦合计算模型,以一台115 kW-8极的外水套冷却方式永磁电机为例,采用电机实测电流数据作为电磁分析的输入条件,通过电磁与传热的双向耦合计算,获得准确的电机永磁体损耗与温度分布。为进一步验证电机永磁体的温度分布特性,搭建转子内部零部件在线测温系统,获得负载状态下电机转子永磁体完整的温度数据和分布规律,验证了磁热耦合分析方法的准确性,为该类型电机转子永磁体的温升抑制及防退磁设计提供参考。

摘要：针对真空灭弧室大电流承载能力提升问题,研究真空灭弧室触头系统的结构设计参数对降低其整体的温升及提高通流能力具有重要意义。随着真空灭弧室向着高电压、大电流发展,其触头结构参数的合理设计决定了真空灭弧室的温度分布情况,因此为研究触头结构对真空灭弧室温度场的影响情况,文章采用有限元法对真空灭弧室的温度场进行磁热双向耦合仿真分析,得到了导电杆直径、触头直径、触头片厚度、杯座厚度以及触头片开槽长度对温度场的影响。结果表明:当导杆直径、触头直径、杯厚分别增大时,最高温度先急剧下降后下降趋势趋于平缓;触头片开槽长度的增加虽会使最高温度升高,但相比其他结构而言,开槽长度对温度场的影响较小;当触头片厚度增大时,最高温度随之下降;真空灭弧室最佳结构参数为:导杆直径55 mm、触头直径65 mm、触头杯厚8 mm、开槽长度20 mm、触头片厚度5 mm,此模型最高温度较优化前降低18.3%。

摘要：以线圈内置式的电磁感应热压辊为研究主体,基于电磁场理论和温度场理论,设计了一种有利于提高其温度均匀性的结构,通过在辊内壁安装鼠笼式套筒来分散热源并降低对涡流产生位置的影响,通过在辊体安插导热铜条实现辊体综合热导率的提高并降低辊端与辊中心区的温度差,通过非均匝线圈改变热源位置以使得辊中心区温度均匀性的提高。最后使用Maxwell与Ansys Transient Thermal进行仿真分析,验证了鼠笼式套筒上几乎无涡流产生,并且辊面中心区的温差≤1.58℃、整体加热区域温差<25℃,与优化前相比,整体温差降低146.22℃,优化效果可观,对实际应用和相关技术研究具一定指导意义。

摘要：分块定子永磁同步电机作为一种新型电机拓扑结构,具有高容错性、高转矩密度等特点,同时存在电机损耗大的问题,威胁到电机性能的稳固性。以E型分块定子永磁同步电机为研究对象,分析电机损耗机制,研究不同运行工况下电机损耗变化规律;采用磁热双向耦合法对电机进行热分析,并基于热分析结果采用响应面优化方法对电机进行多目标优化设计。优化后,电机平均输出转矩提升了14.15%,涡流损耗降低了55.99%,平均温升降低了12.62%。最后通过实验验证了双向磁热耦合法的准确性及优化设计的有效性。

摘要：针对单向耦合法分析屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场时计算精度低的问题,提出了一种磁热双向耦合法。首先,建立了磁热耦合计算模型。其次,采用双向耦合法分析了屏蔽套材料对电机性能的影响,并与单向耦合计算结果进行了比较。最后,建立了电机三维模型,利用有限元软件进行了电磁场和三维温度场分析。研究结果表明所提的磁热双向耦合计算方法可以有效提高电磁场和温度场的计算精度,此外屏蔽套采用不导电不导磁材料可有效提高屏蔽式永磁同步电机效率,降低电机温升。这不仅为屏蔽式永磁同步电机的设计提供了参考,同时对于保证电机高效和可靠运行具有重要意义。