Análise Comparativa de Métodos de Cálculo Térmico para Motores de Ímã Permanente com Refrigeração por Ventilador
A fim de comparar e analisar a viabilidade de diferentes métodos de cálculo térmico no projeto térmico do motor e na aplicação de engenharia, este trabalho utiliza um motor de ímã permanente com ventilador refrigerado a ar como objeto de pesquisa e analisa seu fluxo de trabalho, campo de fluido motor e elevação da temperatura do motor. O método de trabalho analítico e o método de volume finito são usados para calcular o volume nominal de ar de trabalho do ventilador do motor, e a distribuição de velocidade de todo o domínio de fluido do motor é obtida pelo método do volume finito. Com base no cálculo de fluido, o método de caminho térmico equivalente e o método de volume finito são usados respectivamente. O aumento da temperatura é estimado. Ao comparar os valores calculados com os valores medidos, os dois métodos têm certa credibilidade. O método de volume finito é mais adequado para a melhoria do projeto e otimização do motor. O método analítico pode ser usado para o projeto do motor derivativo e a avaliação preliminar do programa.
Com o desenvolvimento da economia e da sociedade, a proteção ambiental de baixo carbono e a conservação de energia de alta eficiência tornaram-se o foco de atenção em todas as esferas da vida. Entre eles, os motores de ímã permanente de terras raras receberam grande atenção e aplicação devido à sua estrutura simples, tamanho pequeno, peso leve e alta eficiência. 2]. No campo do trânsito ferroviário, a fim de proteger eficazmente os ímãs permanentes, o motor de ímã permanente geralmente adota uma estrutura totalmente fechada, o que leva a um mau ambiente de dissipação de calor do motor; além disso, o aumento da densidade de potência do motor provoca a perda do volume da unidade gerada pelo motor durante a operação, o que agravará o motor. A temperatura de cada parte é aumentada. Temperaturas mais altas podem causar sérios danos à operação segura do motor, uma vez que o ímã permanente é irreversivelmente desmagnetizado. Como componente principal dos veículos de transporte ferroviário, o cálculo preciso e estimativa do campo de temperatura interna do motor estabelece uma base sólida para garantir a operação segura do motor, economizando custos de projeto e encurtando o ciclo de desenvolvimento. Os métodos de projeto térmico do motor incluem principalmente o método de fórmula simplificada, método de caminho térmico equivalente, método de rede térmica e método de cálculo numérico. Esses métodos têm vantagens e desvantagens em termos de precisão de cálculo e ciclo de projeto.
A fim de estudar a viabilidade e eficácia de diferentes métodos de cálculo em projetos de motores térmicos e aplicações práticas de engenharia, este documento utiliza um motor de tração síncrona com invólucro permanente totalmente fechado e resfriado por ventilador como objeto de pesquisa e compara os métodos de projeto térmico. o motor. . Neste artigo, o método analítico e o método de cálculo da simulação são usados para calcular e comparar o aumento de temperatura do motor. Em primeiro lugar, o ventilador do motor e o seu canal de fluxo são analiticamente calculados e simulados pelo campo de fluido tridimensional, de modo que o ventilador pode ser produzido sob a condição de trabalho nominal. O volume de ar é então calculado e analisado com base nos resultados do cálculo do campo de fluido pelo método do caminho térmico e pelo método do volume finito [7-9]. O rotor de motor de imã permanente basicamente não gera calor, e o método analítico baseado no caminho térmico equivalente de duas fontes de calor é adotado. O método de cálculo é simples e a elevação da temperatura do enrolamento do estator pode ser estimada rapidamente. É preliminarmente julgado se o projeto do esquema eletromagnético do motor é razoável; com base no cálculo de simulação do método de volume finito, ele pode analisar e avaliar o campo de fluido global e campo de temperatura do motor, o que é mais propício para a melhoria e otimização do esquema motor.
