電機冷卻結構
關注創建者：仿真客 創建時間：2023-01-09
電機冷卻結構的視頻教程
基于Fluent水冷+噴油甩油冷卻電機熱仿真
基于項目實戰Fluent油冷電機（噴油甩油）熱仿真教學； 掌握Fluent流動傳熱仿真的整個流程，電機熱仿真全流程計算設置方法，包括以下四個模塊： 1、幾何處理-SpaceClaim 2、網格劃分-FluentMeshing 3、計算-Fluent 4、后處理-CFDPost
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基于無網格思想的新能源電機冷卻快速分析方案
本次課程會介紹CONVERGE軟件無網格思想、功能和技術特點，及其在電機冷卻方面的分析方案，讓用戶快速了解CONVERGE在該應用中如何發揮其網格思想和模型優勢，并使用戶短時間內掌握電機冷卻分析過程和操作方法。 課程大綱： 1. 電機冷卻主題概述 2. CONVERGE軟件簡介及在電機冷卻分析方案及優勢 3. 某強制風冷電機分析案例演示
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基于Fluent水冷+噴油甩油冷卻電機熱仿真 -幾何處理部分
掌握Fluent流動傳熱仿真的整個流程，電機熱仿真全流程計算設置方法，案例包括workbench源文件及計算設置的全過程錄屏。
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電機冷卻結構的實例教程
通風冷卻技術是大型電機設計的關鍵技術之一，對電機的尺寸和性能有著重要的影響。由于
大型水輪發電機的試驗數據很難獲得，因此，可綜合應用比例模型試驗、網絡法和三維計算流體動力學
(CFD)改善電機中風量分布的均勻性，以控制溫度，避免溫度過高縮短電機壽命。
計算流體動力學（CFD）方法在電機通風冷卻結構優化中的應用.pdf
驅動電機殼體冷卻通道結構設計
針對熱量在電機內部的傳遞方式，本文設計了一款螺旋式冷卻結構的電機殼體，其結構如圖2所示。
眾所周知，電機的運行過程，其實就是一個電能和機械能相互轉換的過程，在這個過程中同時也不可避免地將產生一些損耗。這些損耗絕大部分會轉化為熱量，從而導致電動機繞組，鐵芯及其他部件的工作溫度升高。
電機發熱問題在研發生產新品過程中較常見，Ms.參也接觸過不少型式試驗時電機溫度階梯式升高溫升難以穩定的案例。結合該問題，Ms.參今天與大伙簡單談談電機的冷卻方法和通風散熱，解析各類電機通風冷卻結構，企圖能發掘一些避免電機過熱的設計技巧。
由于電動機使用的絕緣材料有對溫度的限制，故電機冷卻的任務是將電機內部損耗產生的熱量散發掉，使電機各個部位的溫升維持在標準規定的范圍之內，并力求內部溫度均勻化。
電機通常采用氣體或者液體作為冷卻介質，常見的有空氣和水，對應的我們稱之為空冷或者水冷。 空冷常見的有全封閉空氣冷卻和開啟式空氣冷卻；水冷常見的有水套式冷卻和熱交換器冷卻。
交流電機標準IEC60034-6規定和解釋了電機的冷卻方式，采用IC代碼來表示：
冷卻方式代碼 = IC+ 回路布置代號 + 冷卻介質代號 + 推動方法代號
一、常見的冷卻方式
1、IC01 自然冷卻 （表面冷卻）
例如西門子緊湊型1FK7/1FT7伺服電機。注意：此類電機運行時表面溫度較高，可能對周邊設備和物料產生影響。故在某些行業應用時，應考慮通過電機的安裝和適度的降容來規避電機溫度的負面影響。
2、IC411 自扇冷卻 （自冷）
IC411是通過電機自身的旋轉來移動空氣從而實現冷卻的，空氣的移動速度與電機速度相關。
3、IC416 強迫風扇冷卻（強冷或獨立風扇冷卻）
IC416則含有獨立驅動的風機，保證了風量的恒定而與電機的轉速無關。
IC411和IC416是低壓交流異步電機經常采用的冷卻方式，是通過風扇吹電機表面散熱筋來實現散熱的。
展開 0 引言
永磁同步電機因具有功率密度高、效率高、結構緊湊等優點，成為新能源汽車驅動電機的首選。隨著電機容量的不斷增加及其小型化和輕量化的發展，再加上新能源汽車用永磁同步電機的密閉式結構，導致電機運行時散熱環境惡劣，電機溫升過高，成為制約新能源汽車用永磁同步電機向高功率密度、高效率發展的重要因素。
新能源汽車用永磁同步電機大都采用水冷方式對電機進行冷卻，冷卻水道布置在機殼內部，通過機殼內部水道中的循環冷卻介質帶走熱量，從而控制電機溫升。目前，新能源汽車用永磁同步電機冷卻水道的結構主要有折返型和軸向螺旋型兩種。軸向螺旋型水道的水路平順，水道壓降小，但由于冷卻介質從電機一端流入另一端流出，電機兩端的溫度梯度較大，不利于對電機整體的溫升控制。折返型水道的水路呈迷宮狀，不會在電機兩端產生溫度梯度，同時入水口與出水口可布置在電機同一端，方便水冷系統的布置，因而被廣泛應用。
現有研究多采用基于積分形式守恒方程的有限體積法對電機的溫度場、流場進行仿真，從而研究電機的溫升，但并未對永磁同步電機常用的折返型水道的結構參數進行細化研究，對折返型水道結構參數對流體流動特性、水道壓降以及電機溫升變化的影響的研究也還不夠深入。
本文對一臺額定功率68 kW的永磁同步電機的折返型水道結構參數進行設計。建立電機流-固耦合有限元模型，對電機溫度場、水道流場進行仿真分析，并通過電機臺架實驗驗證了仿真模型的正確性。進而通過仿真模型分析了水道內冷卻水的流動特性，綜合考慮分析入水口水道寬度與水道圓角半徑對水道壓降的影響，據此得到水道結構幾何參數，實現了電機低溫升的設計目標，最后進行電機溫升與水道壓降實驗驗證。
展開 換言之，傳統電機的磁鐵是分布在壓片上，所以無法接近冷卻液；而輪輻電機磁鐵的一端是在鋁制中心轂上，所以我們可以讓冷卻液足夠靠近磁鐵，達到散熱的目的。盡管和傳統電機相比，輪輻電機的生產難度更高，但是我們設計的電機已經可以量產，對此我們很有信心。”
Foley表示，實現電機量產的關鍵在于落實設計細節，比如找到將壓片安裝在中心轂上的方法，“中心轂基本上是鍛造件。我們的冷卻非常高效，所以能獲得所需的高強度。鋁制中心轂的溫度控制在100℃以下，因此我們可以使用成本低但性能、可靠性、壽命都毫不遜色的磁鐵。熱能工程是讓一款電動汽車電機脫穎而出的一大關鍵。”
據Foley介紹，雖然輪輻結構在汽車行業的知名度還不高，但事實上其拓撲結構早已廣為人知。Equipmake輪輻電機的結構還要追溯到公司此前參加的一個名為“HIPERCAR”（高性能減碳）的英國研究項目，一同參與的還有Delta Motorsport公司和Ariel公司，項目的目標是在2020年前推出量產超高性能減排跑車。正是這個項目催生了被Foley稱為“目前扭矩密度最高”的Equipmake輪輻電機，Foley還表示，“該款電機的性能已經得到了充分驗證，未來還會繼續改進。”
APM200輪輻電機的研發耗時大約三年，Foley說，“我們成功解決了設計、冷卻和制造的挑戰。除了HIPERCAR項目之外，我們和一家阿根廷公司合作開展的客車應用項目也采用了APM200。我們在每輛客車上搭載了兩臺APM200電機、賽米控的SKA1逆變器和AESC電池。我們的目標是電機的年產量在2020年前能達到2,000臺，然后再節節攀升。”
Equipmake的輪輻電機采用了鋁制中心轂和鋼鐵壓片，鋁具有抗疲勞、經久耐用的性能優點，滿足了產品使用壽命的要求。
至于電機定子，據介紹，APM200采用了“非常傳統”的定子。
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鑄鐵試驗平板是精和密測量和測試的基礎基準工具。若使用或維護不當，哪怕輕微的劃痕或變形，都可能導致平臺精度永和久喪失。因此，規范操作至關重要。
?? 使用前的準備：把好第和一道關
正式使用前，通過以下檢查將隱和患消滅在萌芽狀態：
安裝校準：使用調整墊鐵將平臺支撐平穩，三點支撐原則可有效防止變形。用水平儀在平臺縱向、橫向多個位置校準，確保氣泡居中，避免因傾斜產生測量誤差。
清潔檢查：用軟布或軟毛刷徹和底清除平臺表面的灰塵
Fluent輪轂電機自然冷卻仿真
源文件加制作過程錄屏，源文件是workbench，包括幾何，網格，設置跟結果。錄屏是全過程錄屏，包括幾何處理，網格劃分，計算設置跟后處理，錄屏沒有聲音，關鍵步驟錄屏中有文字
平臺軟件：
Ansys 2020版本
在現代工業自動化領域，高效、精密的直線運動解決方案是提升生產效率的關鍵。米思米直線電機模組（https://www.misumi.com.cn/zxdjmz/）正是基于這一需求，將傳統回轉電機的核心原理創新應用——將內部磁石展開平鋪，通過磁力直接推動滑塊進行直線運動，其原理類似于磁懸浮列車。這一設計從根本上改變了動力傳輸方式，為設備升級帶來了新的可能性。
相較于傳統絲杠模組，米思米直線電機模組在核心性能上展現出顯著優勢
隨著驅動電機功率密度的不斷提升，對電機的最高轉速也提出了更高的要求。在IPM電機中，轉子隔磁橋需要承受更大的離心應力，同時還必須確保足夠的隔磁性能。為了有效分散轉子應力，磁極拓撲結構變得愈發復雜，雙層甚至多層永磁體的設計變得非常普遍。這使得隔磁橋和孔的幾何設計具有更高的自由度和復雜性。
因此，如何在隔磁橋的尺寸設計中兼顧電磁性能和結構強度，成為一個典型的多物理場權衡設計問題。然而，僅憑借經驗來設計滿足所有設計任務要求的轉子隔磁橋尺寸非常具有挑戰性
腔體中有一個圓柱，給腔體中通入溫度為100K的某氣體，該氣體與腔體中的空氣混合，然后對尼龍圓柱結構進行冷卻，仿真模擬圓柱的溫度變化，結果如下圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
來源 | ACS Applied Materials&Interfaces
01
背景介紹
近年來由于氣候變化，高溫等極端天氣事件的頻率有所增加。這些事件可對人類健康、基礎設施和環境造成毀滅性影響。傳統的冷卻技術，如空調等傳統冷卻方法，加速導致溫室氣體排放，加劇了氣候變化。輻射冷卻技術已經成為一種很有前途的替代方案，它提供有效的冷卻能力，不消耗電力
電機中的結構分析
場景一：
電機熱-機疲勞
場景二：
電機NVH
場景三：
沖擊性能優化
客戶案例
Lucid Motors –豪華電動汽車公司
電機熱管理
熱—機疲勞分析
Ansys電機多學科分析
*Electric – Fluid – Mechanical(Thermal Stress) –
摘要：【目的】針對螺桿加工專用銑床存在自動化程度低、功能集成度不高、生產工藝周期長、機床結構形式陳舊、機械結構穩定性差等不足。【方法】課題組以數控銑床系統結構穩定性設計的研究為出發點，根據機床設計目標和各項性能指標要求，研究與加工工藝相適應的功能機構布局，設計機床總體結構方案，重點研究上下料機構、旋銑系統、傳動系統、床身的設計。【結果】設計出具有性能優良、功能完備的高端電機軸螺桿旋銑設備
開關磁阻電機(SRM)應用于眾多領域，但是本身的結構使其比其他傳統電機有更大的振動和噪聲
電機，在設備領域無處不在。電機類型、軟啟動方式，選型步驟，損壞原因方式處理方法，優劣電機區別在哪.....本期我們就一同來看看。
