永磁电机的热分析与冷却结构优化

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1、分类号：____________密级：______________公开ＵＤＣ：____________单位代码：______________11646硕士专业学位论文论文题目：永磁电机的热分析与冷却结构优化1211081033学号：________________________姓名：________________________余宁机械工程专业名称：________________________机械工程与力学学院学院：________________________廖有用研究员指导教师：_____________________

2、___________________________余军合副教授论文完成单位：中科院宁波材料技术与工程研究所_________________________论文提交日期：2015年4月15日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeThermalAnalysisandCoolingStructureOptimizationofPermanentMagnetMotorCandidate：YuNingSupervisors：ProfessorLiaoYouyongAss

3、ociateProfessorYuJunheFacultyofMechanicalEngineeringandMechanicsNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINAdate：April.15,2015独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

4、在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________宁波大学硕士学位论文永磁电机的热分析与冷却结构优化摘要为了解决永磁电机温升的问

5、题，在电机设计时需要对永磁电机的温度场进行计算仿真以便及时发现电机过热点，能够用冷却结构最大效率地调节永磁电机温度，实现对永磁电机的数字化设计。本文以永磁电机温度场为研究对象，对永磁电机的温度场进行了如下分析计算，并分析了冷却系统对温度场的影响，优化了冷却结构。首先用传热学和电机学等知识和有限元仿真计算得到了永磁电机的各部损耗，并对损耗进行了分类，损耗包括铁心损耗、绕组铜耗、机械损耗，建立了计算铁心损耗的模型，和计算绕组铜耗的模型，查取资料找到了计算机械损耗的经验公式。并在进行铜耗的计算时充分考虑了温度对电阻值的影响。其次，采用等效热

6、网络法和有限元方法对永磁电机温度场进行了详细计算。建立各部件的永磁电机各部件的等效热网络模型，列出热导方程，然后把建立的温度方程放到大型稀疏矩阵模型中求解，计算得到各部分节点的温度。再用有限元法对永磁电机分析计算得到结果，把用两种方法得到的计算结果与实验值进行比对发现过热点。因此,可以做到对电机的实时监测，及时发现问题。其误差大约都在7%以内。再次,分析并对比冷却介质，最终选择水冷方式，把水冷系统产生的影响，归结为散热系数加入到整个模型中进行计算。对两种管道结构轴向8水道和轴向双水道进行了仿真计算并分析介质不同的流速对整体温升的影响，

7、找到最佳方案，从而达到优化冷却结构的效果。最后通过实验选取永磁直线电机为样机，搭建永磁直线电机的温升实验平台，对样机在采用水冷情况下时，测量记录电机温升，用实验数据来验证温度场计算的精度，以观察是否达到要求的计算精度。结论表明，本文的方法使永磁电机温度场的计算更加准确，并能够及时发现问题，有利于永磁电机的数字化设计。关键词：永磁电机，温度场，冷却结构，等效热网络，有限元I永磁电机的热分析与冷却结构优化ThermalAnalysisandCoolingStructureOptimizationofPermanentMagnetMotor

8、AbstractInordertosolvetheproblemofhightemperatureriseofpermanentmagnetmotor,thetemperaturefieldshouldbecalcula