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　　論文題目：簡談電機(jī)電動車用電機(jī)損耗及溫度

　　論文摘要：電機(jī)通過交變的電磁場實(shí)現(xiàn)電能——機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化，在能量轉(zhuǎn)化歷程中交變的磁場同樣會產(chǎn)生電磁損耗，而電磁損耗又是電機(jī)溫度場主要熱源。準(zhǔn)確的分析電機(jī)溫度分布，有效地降低電機(jī)損耗，對優(yōu)化電機(jī)設(shè)計(jì)，提升工作穩(wěn)定性，延長電機(jī)利用壽命存在重要的工程作用�！　≌撐年P(guān)鍵詞：電動汽車 鼠籠電機(jī) 電磁場 電機(jī)損耗 溫度場

　　摘要4-5

　　Abstract5-8

　　1 緒論8-13

　　1.1 課題探討的背景和作用8

　　1.2 電機(jī)損耗計(jì)算分析與近況8-11

　　1.3 電機(jī)溫升計(jì)算分析與近況11-12

　　1.4 本主要探討內(nèi)容12-13

　　2 電機(jī)磁場基礎(chǔ)論述13-22

　　2.1 麥克斯韋方程13-14

　　2.2 電磁場中的邊界條件14-15

　　2.2.1 初始邊界條件14

　　2.2.2 求解邊界條件14-15

　　2.2.3 媒質(zhì)分界面磁場邊界條件15

　　2.3 電機(jī)鐵心電磁場及鐵心渦流損耗15-20

　　2.4 磁滯損耗產(chǎn)生機(jī)理20-21

　　2.5 本章小結(jié)21-22

　　3 電機(jī)損耗分析及計(jì)算22-36

　　3.1 樣機(jī)概述22-26

　　3.1.1 鼠籠式異步電機(jī)結(jié)構(gòu)22-24

　　3.1.2 三相交流異步電機(jī)工作原理24-25

　　3.1.3 電機(jī)機(jī)械特性25-26

　　3.2 電機(jī)損耗數(shù)值計(jì)算26-28

　　3.3 電機(jī)電磁損耗有限元仿真分析28-34

　　3.3.1 電機(jī)物理模型29-31

　　3.3.2 仿真結(jié)果分析31-34

　　3.4 本章小結(jié)34-36

　　4 電機(jī)流場和溫度場分析基礎(chǔ)36-44

　　4.1 流體力學(xué)論述36-37

　　4.1.1 流體的基本特點(diǎn)極為流動型態(tài)36

　　4.1.2 流體力學(xué)的制約方程36-37

　　4.2 傳熱學(xué)論述37-43

　　4.2.1 傳熱模式37-40

　　4.2.2 熱傳導(dǎo)定律和方程40-43

　　4.2.3 導(dǎo)熱微分方程式的邊界條件43

　　4.3 本章小結(jié)43-44

　　5 電機(jī)溫度場有限元分析44-57

　　5.1 有限元分析及軟件簡介44-46

　　5.1.1 有限元分析簡介44

　　5.1.2 ANSYS12.0 Workbench 特征44-46

　　5.2 導(dǎo)熱系數(shù)的確定46-50

　　5.2.1 電機(jī)材料導(dǎo)熱系數(shù)46-47

　　5.2.2 電機(jī)鐵心導(dǎo)熱系數(shù)47-48

　　5.2.3 定子繞組等效導(dǎo)熱系數(shù)48-49

　　5.2.4 氣隙等效導(dǎo)熱系數(shù)49-50

　　5.3 電機(jī)表面散熱系數(shù)的確定50-51

　　5.4 基于 workbench 的電機(jī)溫度場仿真51-56

　　5.4.1 簡化物理模型51-52

　　5.4.2 邊界條件52

　　5.4.3 電機(jī)溫度場熱源52

　　5.4.4 仿真結(jié)果分析52-56

　　5.5 本章小結(jié)56-57

　　6 總結(jié)57-58

　　參考文獻(xiàn)58-60

　　攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)狀況60-61

　　致謝61

　　總結(jié)

　　本首先對電機(jī)損耗進(jìn)行了探討。通過分析電機(jī)內(nèi)交變磁場的變化闡述電磁損耗產(chǎn)生機(jī)理。使用電磁分析軟件建立了鼠籠式三相異步電機(jī)二維有限元模型，分析電機(jī)磁力線、磁通密度不同時(shí)刻的分布狀況，繞組電流隨時(shí)間的變化波形。根據(jù)電機(jī)內(nèi)磁場及電流不同時(shí)刻的狀態(tài)探討了電機(jī)內(nèi)電磁損耗的分布曲線變化。然后，依據(jù)傳熱學(xué)、流體力學(xué)基礎(chǔ)論述，應(yīng)用有限元法對電機(jī)溫度場進(jìn)行分析。根據(jù)三相鼠籠異步電機(jī)結(jié)構(gòu)對稱特征簡化電機(jī)溫度場計(jì)算模型，計(jì)算分析計(jì)算域邊界條件，將電磁損耗轉(zhuǎn)化為熱載荷，通過有限元分析軟件workbench對電機(jī)穩(wěn)態(tài)溫度場分析，得出電機(jī)三維計(jì)算域溫度分布云圖。分析得出穩(wěn)態(tài)時(shí)定子繞組是電機(jī)最大熱源，所從其溫度最高。電機(jī)鐵心徑向溫度梯度小于軸向溫度梯度，尤其轉(zhuǎn)子鐵心更顯著，其徑向幾乎沒有溫度梯度。通過分析電機(jī)內(nèi)熱通量矢量圖，觀察電機(jī)熱量傳遞方向。定子鐵心及繞組產(chǎn)生的熱量主要通過機(jī)殼與周圍發(fā)生熱交換，轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生過的熱量首先通過軸向傳導(dǎo)到端部，然后通過端部表面散發(fā)到機(jī)體外。最后通過與樣機(jī)比較分析，溫度仿真分析結(jié)果接近樣機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的溫度分布。