起重机用外转子PMSM全域三维瞬态温度场数值计算与分析
本文关键词： 起重机用外转子PMSM S工作制 瞬态温度场 时变加载 出处：《电机与控制学报》2015年05期 论文类型：期刊论文
【摘要】：本文提出了一种新型起重机用外转子永磁同步电机(PMSM),并建立起重机用PMSM的三维温度场数学模型;基于传热学理论基础,通过有限元法建立了在特殊结构下起重机用PMSM的三维瞬态温度场数学模型,给出求解区域内的基本假设及相应的边界条件,确定了电机各部分的导热系数及各表面的散热系数;根据电磁场计算,得出了电机的定子铁心损耗、绕组铜耗、转子涡流损耗与机械损耗等的热源分布;以采用S3工作制负载持续率40%的低速大转矩外转子起重机用PMSM为例,本电机在每10分钟内运行4分钟,停机或断能6分钟。运用有限元法对电机三维温度场进行了计算,分析了静态温度场参数化计算、瞬态温度场计算对电机温度场准确性的影响。通过样机试验与计算结果的对比,证明瞬态热源时变加载的科学性,并为特殊工况电机的温度场计算提供了参考依据。
[Abstract]:In this paper, a new type of external rotor permanent magnet synchronous motor (PMSM) for cranes is proposed, and a 3D temperature field mathematical model of PMSM for cranes is established, which is based on the theory of heat transfer. The 3D transient temperature field mathematical model of PMSM for crane with special structure is established by finite element method. The basic assumptions and corresponding boundary conditions in the solution area are given, and the thermal conductivity of each part of the motor and the heat dissipation coefficient of each surface are determined. According to the calculation of electromagnetic field, the heat source distribution of stator core loss, winding copper loss, rotor eddy current loss and mechanical loss of motor are obtained, and the PMSM is used to make a low speed and high torque external rotor crane with S3 working load duration 40%, as an example, the stator core loss, winding copper loss, rotor eddy current loss and mechanical loss of motor are obtained. The motor runs for 4 minutes every 10 minutes and stops or breaks the energy for 6 minutes. The three-dimensional temperature field of the motor is calculated by finite element method, and the parameterized calculation of the static temperature field is analyzed. The effect of transient temperature field calculation on the veracity of motor temperature field is proved by comparing the results of prototype test and calculation, which proves the scientific nature of time-varying loading of transient heat source, and provides a reference basis for the calculation of temperature field of motor under special working conditions.
【作者单位】： 沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术中心;
【基金】：国家科技支撑计划课题(2015BAF06B00)
【分类号】：TH21;TM341
【共引文献】
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，本文编号：1535749
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