牵引电机轴向空冷通风冷却温度场分析

摘要

重型装备尤其是采矿、农业、施工和材料处理行业使用的机器,其复杂性正在迅速提升,永磁材料和电机制造技术的进步,永磁无刷直流电机的功率密度不断提高。这意味着电机的电磁负载不断增加,热负载急剧上升,电机的热设计变得越来越重要。本文以某大型矿用电动车轮牵引电机为例,基于流体力学以及传热学理论,结合电机通轴向风性能以及结构特点,建立了电机三维流动与传热耦合求解的有限元模型;并给出基本假设与相应的边界条件,通过计算电机内部的电磁场和温度场,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合,不需要假定模型之间的换热系数边界条件,能够获得更加精确的温升及冷却结果。在此基础上,分析了不同工况下的电机温度场。这种新的分析方法将有助于电机的散热优化设计,为更大功率的电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。