ansys中電機(jī)散熱
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys中電機(jī)散熱的視頻教程
CFD在電機(jī)通風(fēng)散熱仿真中的應(yīng)用
CFD在電機(jī)通風(fēng)散熱流場(chǎng)仿真中的應(yīng)用，前傾/直葉片，后傾外風(fēng)扇；外風(fēng)路導(dǎo)風(fēng)筒隔板, 冷卻管；冷卻器，試驗(yàn)結(jié)果；內(nèi)風(fēng)路擋風(fēng)板設(shè)計(jì)方案對(duì)比，溫升實(shí)驗(yàn)。包括YKK空空冷，YKS空水冷，TEFC封閉式, ODP開啟式，大中型發(fā)電機(jī)，空調(diào)室內(nèi)機(jī)與新風(fēng)系統(tǒng)用的貫流風(fēng)機(jī)Blower，風(fēng)壓-風(fēng)量PQ，效率曲線，永磁同步水冷（電動(dòng)汽車用）水道，外部軸流，流固，熱固耦合。
免費(fèi) 15分鐘 493播放
查看
ansys中電機(jī)散熱的實(shí)例教程
【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限，網(wǎng)格劃分只能采用混合網(wǎng)格，用混合網(wǎng)格，模型又必須進(jìn)行相應(yīng)的等效和簡(jiǎn)化，所以你除了要熟悉電機(jī)的工作原理，你還需要對(duì)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)的每一部分的功能和作用都了如指掌。而現(xiàn)在有了Ansys Fluent Meshing，網(wǎng)格劃分的效率大幅提升，針對(duì)Ansys CFD電機(jī)散熱仿真的關(guān)鍵技術(shù)包括：模型簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、接地系數(shù)、絕緣處理、風(fēng)扇罩處理、氣隙處理等等。
1
電機(jī)散熱仿真分析的必要性
電機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量，使電機(jī)各部件發(fā)熱，溫度升高。電機(jī)中的某些部件，特別是電機(jī)的絕緣，只能在一定的溫度限值內(nèi)才能可靠工作。為維持電機(jī)的合理壽命，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?em>電機(jī)中的熱量散發(fā)出去，使其在允許的溫度限值內(nèi)運(yùn)行。
展開 【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限，網(wǎng)格劃分只能采用混合網(wǎng)格，用混合網(wǎng)格，模型又必須進(jìn)行相應(yīng)的等效和簡(jiǎn)化，所以你除了要熟悉電機(jī)的工作原理，你還需要對(duì)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)的每一部分的功能和作用都了如指掌。而現(xiàn)在有了Ansys Fluent Meshing，網(wǎng)格劃分的效率大幅提升，針對(duì)Ansys CFD電機(jī)散熱仿真的關(guān)鍵技術(shù)包括：模型簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、接地系數(shù)、絕緣處理、風(fēng)扇罩處理、氣隙處理等等。
1
電機(jī)散熱仿真分析的必要性
電機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量，使電機(jī)各部件發(fā)熱，溫度升高。電機(jī)中的某些部件，特別是電機(jī)的絕緣，只能在一定的溫度限值內(nèi)才能可靠工作。為維持電機(jī)的合理壽命，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?em>電機(jī)中的熱量散發(fā)出去，使其在允許的溫度限值內(nèi)運(yùn)行。
電機(jī)冷卻的目的就是根據(jù)不同類型電機(jī)選擇一種合理冷卻方式，保證在額定運(yùn)行狀態(tài)下，電機(jī)各部分溫度不超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的限值。電機(jī)的冷卻方式，主要是指對(duì)電機(jī)散熱采用什么冷卻介質(zhì)和相應(yīng)的流動(dòng)途徑。
展開 摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來越大，其運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結(jié)構(gòu)空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對(duì)其進(jìn)行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對(duì)其主要發(fā)熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進(jìn)行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結(jié)構(gòu)降階處理
對(duì)5.5 k W控制器進(jìn)行3D建模，顯示控制器有1215個(gè)部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會(huì)使模擬計(jì)算量和時(shí)間增加，一般需要進(jìn)行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發(fā)熱器件為8個(gè)電容及3個(gè)IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴(yán)重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補(bǔ)完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進(jìn)行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時(shí)，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不合適，計(jì)算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計(jì)算的結(jié)果和計(jì)算時(shí)間的長(zhǎng)短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時(shí)候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時(shí)候就可以保證曲面的完整性。
展開 AnJen Solutions 對(duì)LSM散熱器的重量和熱特性進(jìn)行了分析。AnJen Solution 的Michael Rigby 說：“FLOTHERM 對(duì)散熱器和LSM支撐結(jié)構(gòu)之間的導(dǎo)熱量以及進(jìn)入到空氣中的熱量提供了詳細(xì)的信息，仿真的結(jié)果表明通過減少翅片數(shù)和改變翅片間距和厚度可以達(dá)到與最初設(shè)計(jì)方案相同的效果，但散熱器的重量?jī)H僅為最初方案的1/3 。”
軌道的熱負(fù)荷和垂直方向的形式都要求比水平放置的形式進(jìn)行更為詳細(xì)的熱仿真。這是因?yàn)榇怪狈较虻男问綍?huì)導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)發(fā)生變化，同時(shí)也會(huì)提高周圍環(huán)境空氣溫度。此外LSM材料的溫度也是一個(gè)限制因素。
CFD 軟件的優(yōu)勢(shì)在于能夠模擬LSM 周圍的空氣流動(dòng)，從而使精確預(yù)測(cè)對(duì)流換熱量成為可能。Flomerics公司的FLOTHERM 軟件是專門為仿真電子和電氣產(chǎn)品熱特性而開發(fā)的。Rigby說：“FLOTHERM 具有自動(dòng)優(yōu)化、簡(jiǎn)化模型等許多強(qiáng)大的功能，這一切都可以大大提高的散熱性能和減少產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間。軟件強(qiáng)大的功能使散熱器的優(yōu)化成為可能，而散熱器重量的減少正是我們所需要的，因?yàn)镸agneMotion的客戶對(duì)LSM 的總重量特別關(guān)注。”
FLOTHERM完全解決了產(chǎn)品的散熱問題，這其中不僅僅包括了熱量從發(fā)動(dòng)機(jī)通過導(dǎo)熱方式經(jīng)過機(jī)械結(jié)構(gòu)和散熱器，而且包括了熱量通過對(duì)流的方式從機(jī)械結(jié)構(gòu)和散熱器進(jìn)入到空氣中。FLOTHERM 通過求解浮升力方程來確定由熱負(fù)荷所引起的空氣流動(dòng)。Rigby 通過變化模型中散熱器翅片數(shù)和厚度來對(duì)11個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)翅片數(shù)為15 并且翅厚為3 mm 時(shí)，可以滿足封裝溫度的限制并且此時(shí)的散熱器重量最小。優(yōu)化之后的散熱器重量為39 磅，與未做優(yōu)化時(shí)候相比重量減少了1/3 。
展開 電機(jī)中的結(jié)構(gòu)分析
場(chǎng)景一：
電機(jī)熱-機(jī)疲勞
場(chǎng)景二：
電機(jī)NVH
場(chǎng)景三：
沖擊性能優(yōu)化
客戶案例
Lucid Motors –豪華電動(dòng)汽車公司
電機(jī)熱管理
熱—機(jī)疲勞分析
Ansys電機(jī)多學(xué)科分析
*Electric – Fluid – Mechanical(Thermal Stress) – Fatigue
-通過力分布進(jìn)行單向或雙向耦合分析
電機(jī)NVH
NVH面臨的挑戰(zhàn)
高效模擬源自電機(jī)的噪聲和振動(dòng)
-噪聲源的識(shí)別和建模
-高效準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)
-訪問所需輸出
-性能優(yōu)化
電機(jī)噪聲-建模和預(yù)測(cè)
電機(jī)的噪聲振動(dòng)和聲學(xué)建模
電機(jī)抗沖擊優(yōu)化設(shè)計(jì)
初始設(shè)計(jì)的評(píng)估
設(shè)計(jì)參數(shù)研究
DOE&分析
優(yōu)化結(jié)果
深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)解決方案與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。
十多年來，優(yōu)飛迪科技在數(shù)字孿生、工業(yè)軟件尤其仿真技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并在這些領(lǐng)域擁有數(shù)十項(xiàng)獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。同時(shí)，優(yōu)飛迪科技也與國(guó)際和國(guó)內(nèi)的主要頭部工業(yè)軟件廠商建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，能夠?yàn)榭蛻籼峁┩暾漠a(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)解決方案。
優(yōu)飛迪科技技術(shù)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，主要成員均來自于國(guó)內(nèi)外頂尖學(xué)府、并在相關(guān)領(lǐng)域有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，能為客戶提供“全心U+端到端服務(wù)”。
展開 
ansys中電機(jī)散熱的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ansys中電機(jī)散熱的最新內(nèi)容
電機(jī)中的結(jié)構(gòu)分析
場(chǎng)景一：
電機(jī)熱-機(jī)疲勞
場(chǎng)景二：
電機(jī)NVH
場(chǎng)景三：
沖擊性能優(yōu)化
客戶案例
Lucid Motors –豪華電動(dòng)汽車公司
電機(jī)熱管理
熱—機(jī)疲勞分析
Ansys電機(jī)多學(xué)科分析
*Electric – Fluid – Mechanical(Thermal Stress) –
摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限
【前言】10年前，作為CFD仿真技術(shù)支持工程師的時(shí)候，最驕傲的一件事就是做了一個(gè)全電機(jī)的散熱仿真咨詢項(xiàng)目，雖然很辛苦，但項(xiàng)目的鍛煉價(jià)值極高，讓我在后續(xù)多年工作中都受益無窮。
那個(gè)時(shí)候采用的是DM和ICEM交替來簡(jiǎn)化電機(jī)模型，現(xiàn)在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個(gè)時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存有限，網(wǎng)格劃分只能采用混合網(wǎng)格，用混合網(wǎng)格
（轉(zhuǎn)）
AnJen Solutions最近使用了Flomerics公司的FLOTHERM(CFD) 軟件來幫助 MagneMotion, Inc. 設(shè)計(jì)一款采用了線性同步電動(dòng)機(jī)(LSM)的垂直升降電梯。AnJen Solutions 對(duì)LSM散熱器的重量和熱特性進(jìn)行了分析。AnJen Solution 的Michael Rigby 說：“FLOTHERM 對(duì)散熱器和LSM支撐結(jié)構(gòu)之間的導(dǎo)熱量以及進(jìn)入到空氣中的熱量提供了詳細(xì)的信息
我用場(chǎng)路耦合法建立兩極三相同步發(fā)電機(jī)模型，并用時(shí)步法模擬電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1圖2所示，三相繞組所接負(fù)載相同。如果開始電路中沒有右上角的二極管時(shí)，瞬態(tài)求解電機(jī)每相感應(yīng)電壓是正確的（正弦變化，幅值5000V），磁力線分布也是正確的，如圖3，其中氣隙磁密基波幅值約為0.8。
由于最終需要對(duì)電機(jī)三相繞組電流進(jìn)行整流，需要繞組與整流橋連接。我先簡(jiǎn)化處理，在與電路繞組毫無關(guān)系的兩個(gè)node間建立二極管模型后
