某新型隐极同步电动机流场计算与分析

发布时间：2019-09-29 17:50

【摘要】：为了得到某变频调速隐极同步电机对应的通风结构内流体流动与传热的特点,建立1/8整机结构的三维流场物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法对流体场控制方程进行数值模拟,可以得到电机内不同通风段各通道内空气流量、速度和压力分布特点。结果表明,转子端部采用弧段进风、直段补风布置时,在转速分别为3 120 r/min、4 800 r/min时,进入定、转子的风量分配比率并无明显变化,风路最长的槽弧段绕组内冷风量最少,应注意该处绕组温度是否超温。为电机设计通风系统提供参考。
【图文】：

维流场物理模型见图1。模型的坐标原点位于中心对称面处转子主轴的几何中心上，计算域处于Z轴的负方向。模型中转子周向包括6个槽风路、轴向为半个轴向段，定子包括轴向10个半定子风沟，周向15个定子槽风路，定子端部线棒、绑绳、绑环所在位置周围的风路均有体现。图1电动机三维物理模型图Fig．1Three-dimensionalphysicalmodelofmotor此流场计算域模型可分为静止流体区、旋转流体区两大部分。静止流体区包括:风扇后入口空气区、定子绕组空气区、定子背部空气区、定子铁心径向通风沟、压指空气区、定子铁心下空气区和气隙;旋转流体区(如图2)包括:转子1至6号槽内部空气区、转子端部外冷空气区和转子转轴与端部间空气区。在图2中可清晰看出端部弧段、端部直段、轴径向段及副槽段的位置。图2旋转流体区模型图Fig．2Modelofrotatingfluidzone为说明转子部分一路半通风特点并为后续分析方便，图3给出了局部结构及监测位置标号。每个转子槽的每匝绕组均有一进风口，共有12个进风口，向心排列，根据所在位置的半径大小标号为1至12，1号所处位置半径最大，即顶匝，绕组较长的4～6号槽布置补风口，其中进风口位于端部弧段，补风口位于端部直段，端部轴径向段通风出口为槽楔出风口1至3号，，副槽段冷却出风口为4至9号，见图2，监测位置及其标号见图3。图3转子通风特点、监测位置及其标号示意Fig．3Ventilationcharacteristicsofrotor、schematicdiagramofmonitoringlocationandthelabel2数学描述及求解2．1数学描述选用多重参考系，针对电机内部定转子中的冷却空气稳态流动，建立基本守恒定律所对应的控制方程，即质量和动量守恒方程，其通用控制方程为div(ρu鐖)=div(Γgrad鐖)+S。(1)式中:鐖为通用变量，可代表u、v

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本文编号：2544054