Komparativna analiza termičkih metoda proračuna za stalne magnetske motore s hlađenjem ventilatora
U cilju upoređivanja i analize izvodljivosti različitih termičkih proračuna u termalnom dizajnu i inženjerskoj primjeni motora, ovaj rad uzima kao ventilator istraživački objekt samopuhovni motor sa hlađenjem sa trajnim magnetima i analizira njegov radni protok ventilatora, tečno stanje motora i porast temperature motora. Analitički radni metod i metoda konačnih volumena koriste se za izračunavanje nazivnog volumena radnog zraka ventilatora motora, a distribucija brzine cijelog domena fluida motora dobiva se metodom konačnih volumena. Na osnovu proračuna tečnosti koriste se ekvivalentna metoda termalne staze i metoda konačnih volumena. Procjenjuje se porast temperature. Poređenjem izračunatih vrednosti sa izmerenim vrednostima, ove dve metode imaju određeni kredibilitet. Metoda konačnih volumena pogodnija je za poboljšanje dizajna i optimizaciju motora. Analitička metoda se može koristiti za dizajn derivatnog motora i preliminarnu evaluaciju programa.
Sa razvojem ekonomije i društva, zaštita životne sredine sa niskom emisijom ugljenika i visokoučinkovita ušteda energije postali su u središtu pažnje u svim sferama života. Među njima, motori sa stalnim magnetima su dobili veliku pažnju i primenu zbog svoje jednostavne strukture, malih dimenzija, male težine i visoke efikasnosti. 2]. U oblasti željezničkog tranzita, kako bi se efektivno zaštitili trajni magneti, motor sa permanentnim magnetom uglavnom ima potpuno zatvorenu strukturu, što dovodi do lošeg okruženja za disipaciju topline motora; pored toga, povećanje gustine snage motora uzrokuje gubitak jedinične količine koju generiše motor tokom rada, što će pogoršati motor. Temperatura svakog dijela se povećava. Više temperature mogu prouzrokovati ozbiljno oštećenje sigurnog rada motora kada se trajni magnet nepovratno demagnetizira. Kao osnovna komponenta željezničkih tranzitnih vozila, precizan izračun i procjena unutarnjeg temperaturnog polja motora postavlja čvrste temelje za osiguranje sigurnog rada motora, uštede troškova dizajna i skraćivanja razvojnog ciklusa. Metode termalnog projektovanja motora uglavnom uključuju pojednostavljenu metodu formule, metod ekvivalentne toplinske staze, metod toplinske mreže i metod numeričkog proračuna. Ove metode imaju prednosti i nedostatke u pogledu tačnosti proračuna i ciklusa projektovanja.
U cilju ispitivanja izvodljivosti i efikasnosti različitih računskih metoda u termičkom dizajnu motora i praktičnim inženjerskim primjenama, u ovom radu se kao istraživački objekt uzima samostalno hlađeni potpuno zatvoreni sinhroni vučni motor s trajnim magnetima, te se uspoređuju metode toplinskog projektiranja motor. . U ovom radu, analitička metoda i metoda izračuna simulacije se koriste za izračunavanje i usporedbu porasta temperature motora. Prvo, ventilator motora i njegov protočni kanal su analitički izračunati i simulirani trodimenzionalnim fluidnim poljem, tako da se ventilator može proizvesti pod nazivnim radnim uvjetima. Zapremina vazduha se zatim izračunava i analizira na osnovu rezultata proračuna tečnog polja metodom termičke staze i metodom konačnih zapremina [7-9]. Rotor motora sa permanentnim magnetom u osnovi ne proizvodi toplotu, a usvojena je analitička metoda bazirana na ekvivalentnoj toplinskoj stazi izvora topline. Metoda proračuna je jednostavna, a porast temperature namota statora se može brzo procijeniti. Preliminarno se ocjenjuje da li je elektromagnetska shema motora razumna; Na osnovu simulacije izračunavanja metode konačnih volumena, može analizirati i procijeniti globalno polje fluida i temperaturno polje motora, što je povoljnije za poboljšanje i optimizaciju motorne sheme.
