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某乘用车油冷式永磁同步电机温度场分析
| 论文题名： | 某乘用车油冷式永磁同步电机温度场分析 |
| 关键词： | 温度场;永磁同步电机;乘用车;冷却油 |
| 摘要： | 永磁同步电机作为车用驱动电机单元，其有着功率密度高、运行效率高、调速范围广等优点。电机在运行过程中，绕组受集肤效应与临近效应的双重影响产生交直流损耗，进而影响绕组铜耗，定转子受电机内往复式交变磁场影响会产生铁耗，电机旋转摩擦会产生附加损耗。电机各部件损耗会导致其内部温升过高，从而造成磁钢性能降低或不可逆退磁，最终影响电机性能，因此选择合理且有效的冷却方式是电机温升问题研究的关键。油冷冷却作为当前电机冷却的研究热点，准确计算温度场对电机温升问题的研究尤为重要，同时对提高电机性能和保障汽车安全也具有重要意义。 以某企业某款乘用车扁线油冷式永磁同步电机为研究对象，首先对其内部热损进行机理分析，同时结合电机内部结构和传热学分析理论对内部换热过程进行分析；然后通过流体力学基本原理和油冷冷却结构对电机油冷冷却路径进行分析；并对模型建立过程分析，结合流场及温度场数学理论模型，针对电机结构特征对固体区域和流体区域进行划分，考虑到计算可行性，着重对电机定子、转子、定子绕组、绝缘层、永磁体及永磁体槽口合理简化。对油冷电机三维有限元模型进行网格剖分，基于计算流体力学基本理论，搭建考虑冷却油与空气两相流和喷淋的流体仿真模型，并在热源上导入损耗，赋予电机各部件材料参数，添加边界条件，完成温度场条件设置，实现有限体积法对油冷电机热流耦合模型的建立。 基于油冷电机热流耦合模型进行仿真求解，并对仿真过程进行分析。根据计算结果，分析油冷电机两相流的速度流线、流速分布、压力分布、油量分布，并结合冷却油流动进行定量分析，同时对额定功率和峰值功率工况条件下的温度场进行分析，观察电机各部件温度分布及局部温度峰值点并分析其原因。通过搭建电机温升试验台架，在电机内部对定子和绕组重点关注区域进行测温点布置，分组并取各区域典型温升测点，将试验值与仿真值进行对比分析，其温度误差在合理范围内，满足企业要求。 |
| 作者： | 张浩 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 郑光泽;邓清鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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