高速永磁同步电机流固耦合仿真与性能分析

作者：丁树业; 申淑锋^*; 杨智; 陈少先; 戴瑶

来源：电机与控制学报, 2021, 25(10): 112-121.

DOI：10.15938/j.emc.2021.10.012

• 高速永磁同步电机
• 冷却系统
• 有限体积法
• 流固耦合
• 温度场
• 流体场

为了探讨冷却系统设计对高速永磁同步电机散热效果的影响,提出了一种轴向强迫通风的冷却结构。以一台200 kW船用高速永磁同步电机为研究对象,基于流体动力学以及流固耦合传热理论,根据电机冷却结构特点,合理简化模型并给出基本假设与边界条件,建立了三维整机求解域模型。采用有限体积法对具有空冷和水冷集成冷却系统的高速永磁电机进行数值分析运算,分析了冷却水速对永磁电机温升的影响,揭示了最优水速方案下电机流变特性与温升分布规律。基于此,提出一种强迫空气通过气隙沿轴向流动的通风结构,通过对比不同通风结构下电机内流体场与温度场的仿真结果,证实轴向通风结构能够优化电机流温分布特性,提升电机冷却性能,对船用高速永磁同步电机冷却系统设计提供借鉴意义。

• 单位
  自动化学院; 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所; 南京师范大学