电工技术学报  2017, Vol. 32 Issue (5): 70-77    DOI:
电机与电器 |
基于有限公式法和流固耦合的永磁牵引电动机冷却系统设计与分析
朱高嘉1,朱英浩1,朱建国2,佟文明1,韩雪岩1
1.沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心 沈阳 110870
2.悉尼科技大学 悉尼 新南威尔士 2007
Thermal Analysis and Cooling System Design of a Permanent Magnet Traction Motor Using Computational Fluid Dynamics and Cell Method
Zhu Gaojia1,Zhu Yinghao1,Zhu Jianguo2,Tong Wenming1,Han Xueyan1
1.National Engineering Research Center for Rare Earth Permanent Magnet Machine Shenyang University of Technology Shenyang 110870 China
2.University of Technology Sydney Sydney NSW 2007 Australia
全文: PDF (2714 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 稀土永磁电机由于其高效、高功率密度的特点,在轨道交通牵引系统的设计中受到了广泛和密切的关注。由于其全封闭式结构,牵引电动机的负载能力主要受限于冷却系统的散热能力。建立了一台永磁牵引电动机的全封闭式自循环空-空冷却系统,通过对参数散热敏感性的分析,确定了适宜的冷却结构参数范围。针对该冷却结构,应用有限公式法进行三维温度场数值计算,确定了散热系统的结构参数,并用流固耦合仿真验算了计算结果。
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作者相关文章
朱高嘉
朱英浩
朱建国
佟文明
韩雪岩
关键词 永磁牵引电动机全封闭冷却系统温度场有限公式法流固耦合    
Abstract:The rare earth permanent magnet synchronous machine(PMSM)has attracted extensive research attentions in the field of track transportation because of its superior characteristics of high efficiency and high power density.Because of its totally enclosed type mechanical structure,the load carrying capability is limited by the cooling system.This paper presents a design method of the auto circulating air-air cooling system for a permanent magnet traction motor with totally enclosed structure.Through an analysis of parameter sensitivities,the structural parameters of the cooling system are determined to maintain the temperature rise,maintenance demand,and cost within the acceptable engineering design limit.Finally,the finite formulation method(FFM)is used to analyze the 3-D thermal field distribution of the machine for determining the dimensions of the final structure.The results are verified by the 3-D computational fluid dynamics(CFD)analysis.
Key wordsPermanent magnet traction motor    totally enclosed structure    thermal field    finite formulation method(FFM)    fluid-structure interaction(FSI)   
收稿日期: 2016-03-03      出版日期: 2017-03-22
PACS: TM351  
基金资助:国家自然科学基金(51307111)、国家科技支撑计划(2013BAE08B00)和辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2013049)资助。
通讯作者: 佟文明 男,1984年生,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为特种电机及其控制。E-mail:twm822@126.com   
作者简介: 朱高嘉 男,1989年生,博士研究生,研究方向为永磁电机多物理场耦合数值计算。E-mail:zhug1989@hotmail.com
引用本文:   
朱高嘉,朱英浩,朱建国,佟文明,韩雪岩. 基于有限公式法和流固耦合的永磁牵引电动机冷却系统设计与分析[J]. 电工技术学报, 2017, 32(5): 70-77. Zhu Gaojia,Zhu Yinghao,Zhu Jianguo,Tong Wenming,Han Xueyan. Thermal Analysis and Cooling System Design of a Permanent Magnet Traction Motor Using Computational Fluid Dynamics and Cell Method. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(5): 70-77.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2017/V32/I5/70