基于纳米流体的PMSM热平衡分析

doi:1004-7018(2019)04-0005-04

微特电机 ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (4): 5-8.doi: 1004-7018(2019)04-0005-04

基于纳米流体的PMSM热平衡分析

井志华¹,杨绿¹,徐达¹,樊艳娥¹,何锋¹,吴怀超¹,袁焱²

1. 贵州大学,贵州 550025
2. 贵阳航空电机有限公司,贵州 550025

收稿日期:2018-09-26 出版日期:2019-04-28 发布日期:2019-04-28
作者简介:井志华(1990—),男,硕士研究生,研究方向为永磁同步电机温度场分析。
基金资助:
黔科合重大专项字[2015]6007

Analysis of PMSM Thermal Balance Based on Nanofluids

JING Zhi-hua¹,YANG Lü¹,XU Da¹,FAN Yan-e¹,HE Feng¹,WU Huai-chao¹,YUAN Yan²

1. Guizhou University,Guizhou 550025,China
2. AVIC Guiyang Aviation Electrical Machinery Co., Ltd.,Guizhou 550025,China

Received:2018-09-26 Online:2019-04-28 Published:2019-04-28

摘要/Abstract

摘要：

以一台电动汽车用45 kW永磁同步电机(PMSM)为对象,建立了温度场模型,运用有限体积法求解了不同传热介质、散热管道当量直径d_e以及不同介质纳米流体流量q对PMSM热平衡温度的影响及其规律。结果表明,在同一热平衡温度下,纳米流体散热介质流量显著低于水;在考察区间,电机热平衡温度T与介质流量q之间呈指数关系,且纳米流体的热饱和流量小于水;流量一定时,相较于流道当量直径,流体流速对电机热平衡温度影响十分显著。该结果可为新能源汽车驱动电机散热结构和热管理系统参数优化提供借鉴。

关键词: 永磁同步电机, 有限体积法, 纳米流体, 散热

Abstract:

A temperature field model of a 45 kw permanent magnet synchronous motor (PMSM) was established. Influence and regularity of different heat transfer medium, fluid flow, and equivalent diameter d_e of heat pipe on PMSM thermal equilibrium were solved by using finite volume method. The results show that, in order to obtain the same equilibrium temperature, the flow of heat dissipation nanofluids are significantly lower than that of water. In the solving range, the thermal equilibrium temperature T and the medium flow q present exponential relation, and the thermal saturation flow of nanofluids is lower than the water. When the flow of fluids is constant, compared with the equivalent diameter of the heat pipe, the effect of fluid velocity on the thermal equilibrium temperature of the PMSM is prominent. These results could provide some references to the optimization design of structure of heat dissipation and heat management system of new energy vehicles.

Key words: permanent magnet synchronous motor (PMSM), finite volume method, nanofluid, heat dissipation

中图分类号:

TM301.4+1

井志华,杨绿,徐达,樊艳娥,何锋,吴怀超,袁焱. 基于纳米流体的PMSM热平衡分析[J]. 微特电机, 2019, 47(4): 5-8.

JING Zhi-hua,YANG Lü,XU Da,FAN Yan-e,HE Feng,WU Huai-chao,YUAN Yan. Analysis of PMSM Thermal Balance Based on Nanofluids[J]. Small & Special Electrical Machines, 2019, 47(4): 5-8.

参考文献

[1]	唐丽婵, 齐亮 . 永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J]. 装备机械, 2011(1):7-12.
[2]	汪文博 . 永磁同步电机的热路模型研究[D]. 杭州:浙江大学, 2014.
[3]	FAKHFAKH M A, KASEM M H . Thermal analysis of a permanent magnet synchronous motor for electric vehicles[J]. Journal of Asian Electric Vehicles, 2008,6(2):1145-1151.
[4]	吴琳, 王宏光 . 水冷电机冷却系统设计与计算[J]. 机械设计与制造, 2008(8):40-42.
[5]	王淑旺, 高月仙, 谭立真 . 永磁同步电机温度场分析与水道结构优化[J]. 电机与控制应用, 2016,43(7):51-56.
[6]	丁树业, 王海涛, 邓艳秋 , 等. 异步驱动电机流体流动特性数值研究[J]. 中国电机工程学报, 2016,36(4):1127-1133.
[7]	PONANGI B R, SUMANTH S, KRISHNA V, et al. Heat transfer analysis of radiator using graphene oxide nanofluids [C]//International Conference on Materials and Manufacturing Technologies.IOP, 2018.
[8]	刘蕾, 刘光复, 刘马林 , 等. 车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 中国机械工程, 2015,26(11):1438-1444.
[9]	胡敏强, 黄学良 . 电机运行性能数值计算方法及其应用[M]. 南京: 东南大学出版社, 2003.
[10]	丁树业, 王海涛, 郭保成 , 等. 50 kW永磁同步电机内流体流动特性数值研究[J]. 电机与控制学报, 2014,18(9):30-36.
[11]	张晓晨, 李伟力, 邱洪波 , 等. 超高速永磁同步发电机的多复合结构电磁场及温度场计算[J]. 中国电机工程学报, 2011,31(30):85-92.
[12]	程树康, 李翠萍, 柴凤 . 不同冷却结构的微型电动车用感应电机三维稳态温度场分析[J]. 中国电机工程学报, 2012,32(30):82-90.
[13]	孙曌续 . 永磁同步电机高温环境下性能及温升特性研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2017.
[14]	付雅军 . 电动轿车用永磁同步电机的温度场分析[D]. 锦州:辽宁工业大学, 2014.
[15]	尹惠 . 永磁同步电机损耗计算及温度场分析[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2015.
[16]	陈薇薇 . 电动汽车用永磁同步电机设计及温度场分析[D]. 南京:南京航空航天大学, 2013.
[17]	EASTMAN J A , CHOI S U S, LI S, et al. Anomalously increased effective thermal conductivities of ethylene glycol-based nanofluids containing copper nanoparticles[J]. Applied Physics Letters, 2001,78(6):718-720.
[18]	乔峰 . Ag,石墨烯纳米流体的制备及性能研究[D]. 青岛:青岛科技大学, 2010.
[19]	李翠萍, 柴凤, 程树康 . 冷却水流速对汽车水冷电机温升影响研究[J]. 电机与控制学报, 2012,16(9):1-8.

基于纳米流体的PMSM热平衡分析

Analysis of PMSM Thermal Balance Based on Nanofluids

RichHTML

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

联系我们

[1]	付兴贺, 陈锐. 电机中ABC到dq0坐标变换的梳理与辨析[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 1-8.
[2]	胡智宏, 叶晨光, 申永鹏, 郑竹风, 李波, 杨小亮. 自适应滑模增益永磁同步电机无速度传感器控制[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 40-45.
[3]	万斌斌, 魏海峰, 张懿, 李垣江, 刘维亭. 基于并行混沌优化算法的永磁同步电机多参数辨识[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 1-5.
[4]	林浩, 张琪, 黄苏融. 转子分段移位斜极的永磁同步电机轴向电磁力分析[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 6-10.
[5]	朱相军, 罗建武, 徐刚, 饶健, 许心一. 车载永磁同步电机系统偏磁问题及补偿[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 33-35.
[6]	李耀华, 周逸凡, 赵承辉, 秦玉贵. 基于拓展电压矢量集合的永磁同步电机无差拍控制[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 40-46.
[7]	徐雨梦, 于金飞, 崔英英, 于金鹏, 刘加朋. 考虑输入饱和的PMSM命令滤波离散控制[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 50-55.
[8]	周文斌, 马春旺, 邱国平. 电机槽极配合与电机运行质量特性研究(Ⅲ)[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 59-62.
[9]	黄其, 伍权, 席唯, 曹朝晖. 高速永磁电机控制器设计[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 11-14.
[10]	陶涛, 林荣文. 基于小生境粒子群算法的永磁同步电机参数辨识[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 29-33.
[11]	诸德宏, 汪瑶. 基于新型滑模趋近律的PMSM速度控制[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 34-38.
[12]	张娜娜, 沈艳霞. 基于磁链观测的IPMSM MTPA控制系统研究[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 43-47.
[13]	李洋洋, 戴磊, 张懿, 魏海峰, 李垣江. 基于分岔理论的永磁同步电机非确定参数混沌控制[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 48-52.
[14]	蔡军, 李鹏泽, 黄袁园. 基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制[J]. 微特电机, 2021, 49(1): 32-36.
[15]	李洋洋, 张懿, 戴磊, 魏海峰, 李垣江. 基于LMI算法的永磁同步电机混沌控制[J]. 微特电机, 2021, 49(1): 40-44.