跨海拔机载绞车无刷直流电机温升与损耗抑制技术研究
发布时间：2021-02-19 19:45
损耗抑制技术是降低机载电动救援绞车驱动用无刷直流电机（Brushless DC motor,BLDCM）发热的关键,引起发热的主要因素是电机定、转子损耗和制动电阻所消耗的再生能量。电动绞车采用强制风冷方式分别对电机和制动电阻进行散热。高海拔地区较低的空气密度造成对流换热效率下降,电机和电阻的热量无法被及时带走,过高的温升将影响电机的永磁体、转子位置传感器、绕组绝缘等部件的性能与寿命。论文针对绞车BLDCM在由低至高跨海拔环境下运行时,因温度梯度变化而产生的高温升问题,在电磁场-温度场耦合有限元模型的基础上,结合电机设计与控制算法,研究了电动绞车吊放载荷运行周期内BLDCM的定、转子损耗抑制方法和再生能量回收方法。论文主要内容与创新点如下:（1）针对跨海拔高度下绞车BLDCM运行时,风冷效率下降导致的绞车高温升问题,论文提出一种基于电机本体设计、电流控制算法和再生能量回收的综合解决方法。论文建立绞车BLDCM有限元电磁场与跨海拔高度的热场耦合模型,该模型考虑了空气特性对绞车BLDCM损耗分布和热传递方式的影响。场分析表明:海拔升高使得定子绕组温升高于转子,电机温度梯度改变,热量由绕组向转...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
直升机通过机载电动绞车实施救援
；同时也造成绞车系统的电机与控制算法、散热以及慢，这都限制了我国未来航空救援事业的发展。国内绕系统整机应用与维护[4-8]，缺乏专用驱动电机、驱图 1-1 直升机通过机载电动绞车实施救援由电驱动组件、机械传动组件、安装框架以及绞车动绞车的主要结构如图 1-2 所示。
其电机的热交换同样遵循这三种方式，如图2-1 所示：电机内部损耗发热传导辐射换热对流换热高海拔环境图 2-1 跨海拔环境绞车电机热量交换方式热量的产生与传热机制显示，电机热状态的形成涉及三种热物理过程：(1)电机内部定、转子热源的非稳态导热-辐射-对流耦合换热；(2)电机壳体与外部环境的对流换热过程，根据电机是否自带冷却风扇，分为强制对流换热和自然对流换热两种情况；(3)外部环境与电机壳体的辐射换热过程，包括壳体与空间的辐射换热形成电机壳体外表面的非
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于齿槽效应的高速永磁电机转子涡流损耗解析计算[J]. 孙权贵,邓智泉,张忠明. 电工技术学报. 2018(09)
[2]集总参数热路结合温度场和流场的电机永磁体温升分析方法[J]. 曾颖宇,蒋晓华. 清华大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]内置式永磁同步电机低速无位置传感器控制[J]. 鲁家栋,刘景林. 电机与控制学报. 2018(03)
[4]基于相似原理的脉宽调制电压激励下电机永磁体涡流损耗频域压缩计算方法[J]. 曾颖宇,蒋晓华. 电工技术学报. 2018(04)
[5]核主泵驱动电动机屏蔽套涡流损耗混合算法研究[J]. 梁艳萍,张广超,高莲莲,李藏雪,周乐天. 电工技术学报. 2018(05)
[6]有限公式温度场计算技术及其在永磁电机分析中的应用[J]. 朱高嘉,朱英浩,佟文明,韩雪岩,朱建国. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[7]基于Lyapunov间接法分析的恒功率负载电源变换器宽稳定控制策略[J]. 庞圣钊,皇甫宜耿,郭亮,Babak Nahid-Mobarakeh,马睿. 电工技术学报. 2017(14)
[8]基于桥臂电路的能量有源回馈吸收单元研究[J]. 张捷频,郑琼林,张智,杨晓峰,王蓓蓓. 电工技术学报. 2017(19)
[9]电机三维温度场的有限公式法计算技术[J]. 佟文明,舒圣浪,朱高嘉,孙静阳,兰玉华. 中国电机工程学报. 2017(07)
[10]带离线参数辨识的降阶观测器PMSM无位置传感器控制[J]. 李旭春,王倩,马少康. 电机与控制学报. 2017(01)
博士论文
[1]临近空间飞行器电推进系统用永磁无刷电机损耗与温升研究[D]. 张明慧.西北工业大学 2016
[2]多电飞机机电作动伺服系统控制策略研究[D]. 陈晓雷.西北工业大学 2016
[3]高速电梯提升系统动力学建模及振动控制方法研究[D]. 包继虎.上海交通大学 2014
[4]高速永磁无刷电机多场综合分析及无位置传感器控制[D]. 郝鹤.浙江大学 2013
[5]高速永磁无刷直流电机电磁场理论以及无位置传感器技术的研究[D]. 吴元元.南京航空航天大学 2012
[6]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[7]高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D]. 江善林.哈尔滨工业大学 2010
[8]高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的研究[D]. 周凤争.浙江大学 2008
[9]高速永磁电机的机械和电磁特性研究[D]. 王继强.沈阳工业大学 2007
本文编号：3041596
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
直升机通过机载电动绞车实施救援
；同时也造成绞车系统的电机与控制算法、散热以及慢，这都限制了我国未来航空救援事业的发展。国内绕系统整机应用与维护[4-8]，缺乏专用驱动电机、驱图 1-1 直升机通过机载电动绞车实施救援由电驱动组件、机械传动组件、安装框架以及绞车动绞车的主要结构如图 1-2 所示。
其电机的热交换同样遵循这三种方式，如图2-1 所示：电机内部损耗发热传导辐射换热对流换热高海拔环境图 2-1 跨海拔环境绞车电机热量交换方式热量的产生与传热机制显示，电机热状态的形成涉及三种热物理过程：(1)电机内部定、转子热源的非稳态导热-辐射-对流耦合换热；(2)电机壳体与外部环境的对流换热过程，根据电机是否自带冷却风扇，分为强制对流换热和自然对流换热两种情况；(3)外部环境与电机壳体的辐射换热过程，包括壳体与空间的辐射换热形成电机壳体外表面的非
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于齿槽效应的高速永磁电机转子涡流损耗解析计算[J]. 孙权贵,邓智泉,张忠明. 电工技术学报. 2018(09)
[2]集总参数热路结合温度场和流场的电机永磁体温升分析方法[J]. 曾颖宇,蒋晓华. 清华大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]内置式永磁同步电机低速无位置传感器控制[J]. 鲁家栋,刘景林. 电机与控制学报. 2018(03)
[4]基于相似原理的脉宽调制电压激励下电机永磁体涡流损耗频域压缩计算方法[J]. 曾颖宇,蒋晓华. 电工技术学报. 2018(04)
[5]核主泵驱动电动机屏蔽套涡流损耗混合算法研究[J]. 梁艳萍,张广超,高莲莲,李藏雪,周乐天. 电工技术学报. 2018(05)
[6]有限公式温度场计算技术及其在永磁电机分析中的应用[J]. 朱高嘉,朱英浩,佟文明,韩雪岩,朱建国. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[7]基于Lyapunov间接法分析的恒功率负载电源变换器宽稳定控制策略[J]. 庞圣钊,皇甫宜耿,郭亮,Babak Nahid-Mobarakeh,马睿. 电工技术学报. 2017(14)
[8]基于桥臂电路的能量有源回馈吸收单元研究[J]. 张捷频,郑琼林,张智,杨晓峰,王蓓蓓. 电工技术学报. 2017(19)
[9]电机三维温度场的有限公式法计算技术[J]. 佟文明,舒圣浪,朱高嘉,孙静阳,兰玉华. 中国电机工程学报. 2017(07)
[10]带离线参数辨识的降阶观测器PMSM无位置传感器控制[J]. 李旭春,王倩,马少康. 电机与控制学报. 2017(01)
博士论文
[1]临近空间飞行器电推进系统用永磁无刷电机损耗与温升研究[D]. 张明慧.西北工业大学 2016
[2]多电飞机机电作动伺服系统控制策略研究[D]. 陈晓雷.西北工业大学 2016
[3]高速电梯提升系统动力学建模及振动控制方法研究[D]. 包继虎.上海交通大学 2014
[4]高速永磁无刷电机多场综合分析及无位置传感器控制[D]. 郝鹤.浙江大学 2013
[5]高速永磁无刷直流电机电磁场理论以及无位置传感器技术的研究[D]. 吴元元.南京航空航天大学 2012
[6]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[7]高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D]. 江善林.哈尔滨工业大学 2010
[8]高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的研究[D]. 周凤争.浙江大学 2008
[9]高速永磁电机的机械和电磁特性研究[D]. 王继强.沈阳工业大学 2007
本文编号：3041596
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