Analisi comparativa dei metodi di calcolo termico per motori a magneti permanenti con raffreddamento a ventola
Per confrontare e analizzare la fattibilità di diversi metodi di calcolo termico nella progettazione termica del motore e nell'applicazione ingegneristica, questa carta impiega come motore di ricerca un motore a magneti permanenti con raffreddamento ad aria e analizza il flusso di lavoro del ventilatore, il campo del fluido motore e aumento della temperatura del motore. Il metodo di lavoro analitico e il metodo del volume finito sono usati per calcolare il volume d'aria di lavoro nominale del ventilatore del motore, e la distribuzione di velocità dell'intero dominio del fluido del motore è ottenuta con il metodo del volume finito. In base al calcolo del fluido, vengono utilizzati rispettivamente il metodo del percorso termico equivalente e il metodo del volume finito. L'aumento della temperatura è stimato. Confrontando i valori calcolati con i valori misurati, i due metodi hanno una certa credibilità. Il metodo del volume finito è più adatto per il miglioramento del design e l'ottimizzazione del motore. Il metodo analitico può essere utilizzato per la progettazione del motore derivativo e la valutazione preliminare del programma.
Con lo sviluppo dell'economia e della società, la protezione ambientale a basse emissioni di carbonio e la conservazione dell'energia ad alta efficienza sono diventati il centro dell'attenzione in tutti i settori. Tra questi, i motori a magneti permanenti a terre rare hanno ricevuto grande attenzione e applicazione grazie alla loro struttura semplice, dimensioni ridotte, peso leggero e alta efficienza. 2]. Nel campo del trasporto ferroviario, al fine di proteggere efficacemente i magneti permanenti, il motore a magneti permanenti generalmente adotta una struttura completamente chiusa, che porta a un ambiente di dissipazione del calore insufficiente del motore; inoltre, l'aumento della densità di potenza del motore provoca la perdita del volume unitario generato dal motore durante il funzionamento, il che aggraverà il motore. La temperatura di ciascuna parte è aumentata. Temperature più elevate possono causare seri danni al funzionamento sicuro del motore una volta che il magnete permanente è stato smagnetizzato in modo irreversibile. Essendo il componente principale dei veicoli per il trasporto su rotaia, il calcolo accurato e la stima del campo della temperatura interna del motore costituiscono una solida base per garantire il funzionamento sicuro del motore, risparmiando i costi di progettazione e abbreviando il ciclo di sviluppo. I metodi di progettazione termica del motore includono principalmente il metodo di formula semplificato, il metodo di percorso termico equivalente, il metodo di rete termica e il metodo di calcolo numerico. Questi metodi hanno vantaggi e svantaggi in termini di accuratezza del calcolo e ciclo di progettazione.
Per studiare la fattibilità e l'efficacia dei diversi metodi di calcolo nella progettazione termica del motore e nelle applicazioni pratiche di ingegneria, questo documento utilizza come motore di ricerca un motore di trazione sincrono a magneti permanenti completamente indipendente con ventola e confronta i metodi di progettazione termica di il motore. . In questo documento, il metodo analitico e il metodo di calcolo della simulazione vengono utilizzati per calcolare e confrontare l'aumento di temperatura del motore. In primo luogo, il ventilatore del motore e il suo canale di flusso vengono calcolati e simulati analiticamente dal campo del fluido tridimensionale, in modo che il ventilatore possa essere prodotto nelle condizioni di funzionamento nominali. Il volume d'aria viene quindi calcolato e analizzato in base ai risultati del calcolo del campo del fluido mediante il metodo del percorso termico e il metodo del volume finito [7-9]. Il rotore del motore a magnete permanente fondamentalmente non genera calore e viene adottato il metodo analitico basato sul percorso termico equivalente a due fonti di calore. Il metodo di calcolo è semplice e l'aumento della temperatura dell'avvolgimento dello statore può essere stimato rapidamente. Viene preliminarmente giudicato se il progetto dello schema elettromagnetico del motore sia ragionevole; basato sul calcolo di simulazione del metodo del volume finito, può analizzare e valutare il campo del fluido globale e il campo di temperatura del motore, che è più favorevole al miglioramento e all'ottimizzazione dello schema motorio.
