Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur.Siz cheklangan CSS-ni qo'llab-quvvatlaydigan brauzer versiyasidan foydalanmoqdasiz.Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da Moslik rejimini o'chirib qo'ying).Ayni paytda, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublarsiz va JavaScript-ni ko'rsatmoqdamiz.
Dvigatelning operatsion xarajatlari va uzoq umr ko'rishi tufayli dvigatelning issiqlik boshqaruvini to'g'ri strategiyasi juda muhimdir.Ushbu maqola yaxshi chidamlilikni ta'minlash va samaradorlikni oshirish uchun induksion motorlar uchun issiqlik boshqaruv strategiyasini ishlab chiqdi.Bundan tashqari, dvigatelni sovutish usullari bo'yicha adabiyotlarni keng ko'lamli ko'rib chiqish amalga oshirildi.Asosiy natija sifatida, issiqlik taqsimotining mashhur muammosini hisobga olgan holda, yuqori quvvatli havo bilan sovutilgan asenkron motorning termal hisobi berilgan.Bundan tashqari, ushbu tadqiqot mavjud ehtiyojlarni qondirish uchun ikki yoki undan ortiq sovutish strategiyasi bilan integratsiyalashgan yondashuvni taklif qiladi.100 kVt quvvatli havo sovutgichli asenkron motor modeli va bir xil dvigatelning takomillashtirilgan issiqlik boshqaruvi modeli raqamli o'rganildi, bunda havo sovutish va integratsiyalashgan suv sovutish tizimining kombinatsiyasi orqali vosita samaradorligi sezilarli darajada oshadi. amalga oshirildi; bajarildi.Integratsiyalashgan havo va suv bilan sovutilgan tizim SolidWorks 2017 va ANSYS Fluent 2021 versiyalari yordamida o'rganildi.Uch xil suv oqimi (5 L / min, 10 L / min va 15 L / min) an'anaviy havo bilan sovutilgan induksion motorlarga nisbatan tahlil qilindi va mavjud nashr etilgan resurslardan foydalangan holda tekshirildi.Tahlil shuni ko'rsatadiki, turli oqim tezligi uchun (mos ravishda 5 L / min, 10 L / min va 15 L / min) biz mos keladigan haroratni 2,94%, 4,79% va 7,69% kamaytirishga erishdik.Shu sababli, natijalar ko'milgan asenkron vosita havo sovutgichli asenkron vosita bilan solishtirganda haroratni samarali ravishda kamaytirishi mumkinligini ko'rsatadi.
Elektr dvigateli zamonaviy muhandislik fanining asosiy ixtirolaridan biridir.Elektr dvigatellari maishiy texnikadan tortib transport vositalarigacha, shu jumladan avtomobilsozlik va aerokosmik sanoatda ham qo'llaniladi.So'nggi yillarda induksion motorlarning (AM) mashhurligi ularning yuqori boshlang'ich momenti, yaxshi tezlikni nazorat qilish va o'rtacha ortiqcha yuk hajmi tufayli oshdi (1-rasm).Asinxron motorlar nafaqat lampochkalaringizni yondiribgina qolmay, balki uyingizdagi tish cho‘tkasidan tortib Teslagacha bo‘lgan ko‘pgina gadjetlarni quvvat bilan ta’minlaydi.IMdagi mexanik energiya stator va rotor sariqlarining magnit maydonining aloqasi natijasida hosil bo'ladi.Bundan tashqari, IM noyob tuproq metallarining cheklangan ta'minoti tufayli maqbul variant hisoblanadi.Biroq, AD ning asosiy kamchiligi shundaki, ularning ishlash muddati va samaradorligi haroratga juda sezgir.Asinxron motorlar dunyodagi elektr energiyasining qariyb 40 foizini iste'mol qiladi, bu bizni ushbu mashinalarning quvvat sarfini boshqarish juda muhim degan fikrga olib kelishi kerak.
Arrhenius tenglamasi shuni ko'rsatadiki, ish haroratining har 10 ° C ko'tarilishi uchun butun dvigatelning ishlash muddati ikki baravar kamayadi.Shuning uchun, mashinaning ishonchliligini ta'minlash va unumdorligini oshirish uchun qon bosimining termal nazoratiga e'tibor berish kerak.O'tmishda issiqlik tahliliga e'tibor berilmagan va dvigatel dizaynerlari dizayn tajribasiga yoki boshqa o'lchovli o'zgaruvchilarga, masalan, o'rash oqimining zichligi va hokazolarga asoslanib, muammoni faqat chekkada ko'rib chiqishgan. ishni isitish sharoitlari, natijada mashina hajmining oshishi va shuning uchun xarajatlarning oshishi.
Termik tahlilning ikki turi mavjud: birlashtirilgan sxemalar tahlili va raqamli usullar.Analitik usullarning asosiy ustunligi hisob-kitoblarni tez va aniq bajarish qobiliyatidir.Biroq, termal yo'llarni simulyatsiya qilish uchun etarli aniqlikdagi sxemalarni aniqlash uchun katta kuch sarflash kerak.Boshqa tomondan, raqamli usullar taxminan hisoblash suyuqliklari dinamikasiga (CFD) va strukturaviy issiqlik tahliliga (STA) bo'linadi, ularning ikkalasi ham chekli elementlar tahlilidan (FEA) foydalanadi.Raqamli tahlilning afzalligi shundaki, u qurilmaning geometriyasini modellashtirish imkonini beradi.Biroq, tizimni sozlash va hisob-kitoblar ba'zan qiyin bo'lishi mumkin.Quyida muhokama qilinadigan ilmiy maqolalar turli xil zamonaviy induksion motorlarning termal va elektromagnit tahlillarining tanlangan namunalaridir.Ushbu maqolalar mualliflarni asenkron motorlarda issiqlik hodisalarini va ularni sovutish usullarini o'rganishga undadi.
Pil-Van Han1 MI ning termal va elektromagnit tahlili bilan shug'ullangan.Termik tahlil uchun birlashtirilgan sxemalar tahlili usuli, elektromagnit tahlil uchun esa vaqt o'zgaruvchan magnit chekli elementlar usuli qo'llaniladi.Har qanday sanoat dasturda termal ortiqcha yuk himoyasini to'g'ri ta'minlash uchun stator o'rashining harorati ishonchli tarzda baholanishi kerak.Ahmed va boshq.2 chuqur termal va termodinamik fikrlarga asoslangan yuqori tartibli issiqlik tarmog'i modelini taklif qildi.Sanoat issiqlik muhofazasi maqsadlari uchun termal modellashtirish usullarini ishlab chiqish analitik echimlar va termal parametrlarni hisobga olishdan foyda keltiradi.
Nair va boshqalar 3 39 kVt quvvatga ega IM va 3D raqamli termal tahlilning kombinatsiyalangan tahlilini elektr mashinasida issiqlik taqsimotini taxmin qilish uchun ishlatgan.Ying va boshq.4 fan bilan sovutilgan to'liq yopiq (TEFC) IMlarni 3D haroratni baholash bilan tahlil qildi.Moon va boshqalar.5 CFD yordamida IM TEFC ning issiqlik oqimi xususiyatlarini o'rgandi.LPTN vosita o'tish modeli Todd va boshqalar tomonidan berilgan.6.Eksperimental harorat ma'lumotlari tavsiya etilgan LPTN modelidan olingan hisoblangan haroratlar bilan birga ishlatiladi.Peter va boshq.7 elektr motorlarining termal harakatiga ta'sir qiluvchi havo oqimini o'rganish uchun CFD dan foydalangan.
Cabral va boshqalar8 oddiy IM termal modelini taklif qildilar, unda mashina harorati silindrli issiqlik tarqalishi tenglamasini qo'llash orqali olinadi.Nategh va boshq.9 optimallashtirilgan komponentlarning to'g'riligini tekshirish uchun CFD yordamida o'z-o'zidan shamollatiladigan tortish vosita tizimini o'rganib chiqdi.Shunday qilib, raqamli va eksperimental tadqiqotlar asenkron motorlarning termal tahlilini simulyatsiya qilish uchun ishlatilishi mumkin, rasmga qarang.2.
Yinye va boshq.10 standart materiallarning umumiy termal xususiyatlaridan va mashina qismlarini yo'qotishning umumiy manbalaridan foydalanish orqali issiqlik boshqaruvini yaxshilash uchun dizaynni taklif qildi.Marko va boshq.11 CFD va LPTN modellaridan foydalangan holda mashina komponentlari uchun sovutish tizimlari va suv kurtkalarini loyihalash mezonlarini taqdim etdilar.Yaohui va boshq.12 tegishli sovutish usulini tanlash va dizayn jarayonining boshida ishlashni baholash uchun turli ko'rsatmalar beradi.Nell va boshq.13 multifizika muammosi uchun ma'lum qiymatlar oralig'i, tafsilotlar darajasi va hisoblash quvvati uchun birlashtirilgan elektromagnit-issiqlik simulyatsiyasi uchun modellardan foydalanishni taklif qildi.Jan va boshq.14 va Kim va boshq.15 3D bog'langan FEM maydonidan foydalanib, havo bilan sovutilgan induksion motorning harorat taqsimotini o'rgandilar.Joule yo'qotishlarini topish va ularni termal tahlil uchun ishlatish uchun 3D girdobli oqim maydoni tahlili yordamida kiritilgan ma'lumotlarni hisoblang.
Mishel va boshq.16 an'anaviy markazdan qochma sovutish fanatlarini simulyatsiya va tajribalar orqali turli dizayndagi eksenel fanatlar bilan solishtirgan.Ushbu dizaynlardan biri bir xil ish haroratini saqlab qolgan holda dvigatel samaradorligini kichik, ammo sezilarli yaxshilanishlarga erishdi.
Lu va boshq.17 induksion dvigatelning milidagi temir yo'qotishlarni baholash uchun Boglietti modeli bilan birgalikda ekvivalent magnit sxema usulidan foydalangan.Mualliflar, shpindel dvigateli ichidagi har qanday kesmada magnit oqim zichligining taqsimlanishi bir xil deb hisoblashadi.Ular o'z uslubini chekli elementlar tahlili va eksperimental modellar natijalari bilan solishtirdilar.Bu usul MI ning ekspress tahlili uchun ishlatilishi mumkin, ammo uning aniqligi cheklangan.
18 chiziqli asenkron motorlarning elektromagnit maydonini tahlil qilishning turli usullarini taqdim etadi.Ular orasida reaktiv relslarda quvvat yo'qotishlarini baholash usullari va tortish chiziqli asenkron motorlarning harorat ko'tarilishini bashorat qilish usullari tasvirlangan.Ushbu usullar chiziqli asenkron motorlarning energiya konvertatsiya qilish samaradorligini oshirish uchun ishlatilishi mumkin.
Zabdur va boshqalar.19 uch o'lchovli raqamli usul yordamida sovutish ko'ylagi ishlashini tekshirdi.Sovutish ko'ylagi uch fazali IM uchun sovutish suyuqligining asosiy manbai sifatida suvdan foydalanadi, bu nasos uchun zarur bo'lgan quvvat va maksimal haroratlar uchun muhimdir.Rippel va boshqalar.20 suyuq sovutish tizimlariga ko'ndalang laminatlangan sovutish deb ataladigan yangi yondashuvni patentladilar, bunda sovutgich bir-birining magnit laminatsiyasidagi teshiklar orqali hosil bo'lgan tor hududlar orqali ko'ndalang oqadi.Deriszade va boshqalar.21 etilen glikol va suv aralashmasidan foydalangan holda avtomobil sanoatida tortish motorlarini sovutishni eksperimental ravishda o'rganib chiqdi.CFD va 3D turbulent suyuqlik tahlillari bilan turli xil aralashmalarning ishlashini baholang.Boopathi va boshq.22 tomonidan o'tkazilgan simulyatsiya tadqiqoti shuni ko'rsatdiki, suv bilan sovutilgan dvigatellar uchun harorat oralig'i (17-124 ° C) havo bilan sovutilgan dvigatellarga (104-250 ° C) nisbatan sezilarli darajada kichikdir.Alyuminiy suv bilan sovutilgan dvigatelning maksimal harorati 50,4% ga, PA6GF30 suv bilan sovutilgan dvigatelning maksimal harorati esa 48,4% ga kamayadi.Bezukov va boshq.23 suyuqlik sovutish tizimi bilan vosita devorining issiqlik o'tkazuvchanligiga shkala shakllanishining ta'sirini baholadi.Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, 1,5 mm qalinlikdagi oksidli plyonka issiqlik uzatishni 30% ga kamaytiradi, yoqilg'i sarfini oshiradi va dvigatel quvvatini kamaytiradi.
Tanguy va boshq.24 turli xil oqim tezligi, yog 'harorati, aylanish tezligi va soqol yog'ini sovutish suvi sifatida ishlatadigan elektr motorlar uchun in'ektsiya rejimlari bilan tajriba o'tkazdilar.Oqim tezligi va umumiy sovutish samaradorligi o'rtasida kuchli aloqa o'rnatildi.Ha va boshq.25 yog 'plyonkasini teng ravishda taqsimlash va dvigatelni sovutish samaradorligini oshirish uchun tomchilatib yuboriladigan nozullarni nozul sifatida ishlatishni taklif qildi.
Nandi va boshq.26 L shaklidagi tekis issiqlik quvurlarining dvigatelning ishlashi va issiqlik boshqaruviga ta'sirini tahlil qildi.Issiqlik trubkasi evaporatator qismi vosita korpusiga o'rnatiladi yoki vosita miliga ko'miladi va kondensator qismi aylanadigan suyuqlik yoki havo bilan o'rnatiladi va sovutiladi.Bellettre va boshqalar.27 vaqtinchalik vosita statori uchun PCM qattiq suyuqlik sovutish tizimini o'rganib chiqdi.PCM o'rash boshlarini singdiradi, yashirin issiqlik energiyasini saqlash orqali issiq nuqta haroratini pasaytiradi.
Shunday qilib, dvigatelning ishlashi va harorati turli sovutish strategiyalari yordamida baholanadi, rasmga qarang.3. Ushbu sovutish sxemalari o'rash, plitalar, o'rash boshlari, magnitlar, tana go'shti va oxirgi plitalarning haroratini nazorat qilish uchun mo'ljallangan.
Suyuq sovutish tizimlari samarali issiqlik uzatish bilan mashhur.Biroq, dvigatel atrofida sovutish suvi pompalanishi juda ko'p energiya sarflaydi, bu esa dvigatelning samarali quvvatini kamaytiradi.Boshqa tomondan, havo sovutish tizimlari arzonligi va yangilanish qulayligi tufayli keng qo'llaniladigan usuldir.Biroq, u hali ham suyuq sovutish tizimlariga qaraganda unchalik samarali emas.Suyuqlik bilan sovutilgan tizimning yuqori issiqlik uzatish ko'rsatkichlarini havo bilan sovutilgan tizimning arzonligi bilan qo'shimcha energiya sarflamasdan birlashtira oladigan kompleks yondashuv zarur.
Ushbu maqola ADdagi issiqlik yo'qotishlarini sanab o'tadi va tahlil qiladi.Ushbu muammoning mexanizmi, shuningdek, asinxron motorlarni isitish va sovutish, sovutish strategiyalari orqali induksion motorlarda issiqlik yo'qotish bo'limida tushuntirilgan.Asinxron dvigatelning yadrosining issiqlik yo'qotilishi issiqlikka aylanadi.Shuning uchun, ushbu maqolada dvigatel ichidagi issiqlik uzatish mexanizmi o'tkazuvchanlik va majburiy konveksiya orqali muhokama qilinadi.Uzluksizlik tenglamalari, Navier-Stokes/momentum tenglamalari va energiya tenglamalari yordamida IMni termal modellashtirish haqida xabar berilgan.Tadqiqotchilar faqat elektr motorining issiqlik rejimini nazorat qilish uchun stator sariqlarining haroratini baholash uchun IM ning analitik va raqamli termal tadqiqotlarini o'tkazdilar.Ushbu maqola havo bilan sovutilgan IMlarning termal tahliliga va SAPR modellashtirish va ANSYS Fluent simulyatsiyasidan foydalangan holda integratsiyalangan havo va suv bilan sovutilgan IMlarning termal tahliliga qaratilgan.Va havo sovutgichli va suv bilan sovutilgan tizimlarning integratsiyalashgan takomillashtirilgan modelining termal afzalliklari chuqur tahlil qilinadi.Yuqorida aytib o'tilganidek, bu erda sanab o'tilgan hujjatlar asinxron motorlarning issiqlik hodisalari va sovutish sohasidagi eng ilg'or holatning qisqacha mazmuni emas, lekin ular induksion motorlarning ishonchli ishlashini ta'minlash uchun hal qilinishi kerak bo'lgan ko'plab muammolarni ko'rsatadi. .
Issiqlik yo'qotilishi odatda misni yo'qotish, temir yo'qotish va ishqalanish / mexanik yo'qotishlarga bo'linadi.
Mis yo'qotishlari o'tkazgichning qarshiligi tufayli Joule isitishining natijasidir va 10,28 sifatida ifodalanishi mumkin:
bu erda q̇g - hosil bo'lgan issiqlik, I va Ve - mos ravishda nominal oqim va kuchlanish, Re - mis qarshiligi.
Temir yo'qotilishi, shuningdek, parazitar yo'qotish sifatida ham tanilgan, yo'qotishning ikkinchi asosiy turi bo'lib, AMda histerezis va girdob oqimining yo'qolishiga olib keladi, asosan vaqt o'zgaruvchan magnit maydondan kelib chiqadi.Ular kengaytirilgan Shtaynmetz tenglamasi bilan miqdoriy hisoblanadi, ularning koeffitsientlari ish sharoitlariga qarab doimiy yoki o'zgaruvchan deb hisoblanishi mumkin10,28,29.
bu erda Khn - yadro yo'qotish diagrammasidan olingan histerezisni yo'qotish omili, Ken - girdab oqimini yo'qotish omili, N - garmonik indeks, Bn va f - mos ravishda sinusoidal bo'lmagan qo'zg'alishning eng yuqori oqimi zichligi va chastotasi.Yuqoridagi tenglamani quyidagicha soddalashtirish mumkin10,29:
Ular orasida K1 va K2 mos ravishda asosiy yo'qotish omili va girdob oqimi yo'qolishi (qec), histerezis yo'qolishi (qh) va ortiqcha yo'qotish (qex) hisoblanadi.
Shamol yuki va ishqalanish yo'qotishlari IMdagi mexanik yo'qotishlarning ikkita asosiy sababidir.Shamol va ishqalanish yo'qotishlari 10,
Formulada n - aylanish tezligi, Kfb - ishqalanish yo'qotish koeffitsienti, D - rotorning tashqi diametri, l - rotorning uzunligi, G - rotorning og'irligi 10.
Dvigatel ichidagi issiqlik uzatishning asosiy mexanizmi o'tkazuvchanlik va ichki isitish orqali amalga oshiriladi, bu misol uchun qo'llaniladigan Puasson tenglamasi30 tomonidan aniqlanadi:
Ish paytida, vosita barqaror holatga kelganda, ma'lum bir vaqtdan so'ng, hosil bo'lgan issiqlik sirt issiqlik oqimining doimiy isishi bilan yaqinlashishi mumkin.Shuning uchun vosita ichidagi o'tkazuvchanlik ichki issiqlikning chiqishi bilan amalga oshiriladi deb taxmin qilish mumkin.
Suyuqlik tashqi kuch ta'sirida ma'lum bir yo'nalishda harakat qilishga majbur bo'lganda, qanotlar va atrofdagi atmosfera o'rtasidagi issiqlik almashinuvi majburiy konvektsiya deb hisoblanadi.Konvektsiya 30 ga teng bo'lishi mumkin:
Bu erda h - issiqlik uzatish koeffitsienti (Vt / m2 K), A - sirt maydoni va DE - issiqlik uzatish yuzasi va sirtga perpendikulyar sovutgich o'rtasidagi harorat farqi.Nusselt soni (Nu) chegaraga perpendikulyar bo'lgan konvektiv va o'tkazuvchan issiqlik uzatish nisbati o'lchovidir va laminar va turbulent oqimning xususiyatlaridan kelib chiqqan holda tanlanadi.Empirik usulga ko'ra, turbulent oqimning Nusselt soni odatda Reynolds soni va Prandtl soni bilan bog'liq bo'lib, 30 sifatida ifodalanadi:
Bu erda h - konvektiv issiqlik uzatish koeffitsienti (Vt / m2 K), l - xarakterli uzunlik, l - suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligi (Vt / m K), Prandtl soni (Pr) - nisbati o'lchovidir. impulsning diffuziya koeffitsienti termal diffuziyaga (yoki issiqlik chegara qatlamining tezligi va nisbiy qalinligi), 30 sifatida aniqlanadi:
Bu erda k va cp mos ravishda suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligi va solishtirma issiqlik sig'imi.Umuman olganda, havo va suv elektr motorlari uchun eng keng tarqalgan sovutgichdir.Atrof-muhit haroratida havo va suvning suyuqlik xossalari 1-jadvalda keltirilgan.
IM termal modellashtirish quyidagi taxminlarga asoslanadi: 3D barqaror holat, turbulent oqim, havo ideal gaz, ahamiyatsiz nurlanish, Nyuton suyuqligi, siqilmaydigan suyuqlik, sirpanmaslik holati va doimiy xususiyatlar.Shuning uchun suyuqlik hududida massa, impuls va energiyaning saqlanish qonunlarini bajarish uchun quyidagi tenglamalardan foydalaniladi.
Umumiy holda, massani saqlash tenglamasi suyuqlik bilan hujayraga aniq massa oqimiga teng bo'lib, formula bilan aniqlanadi:
Nyutonning ikkinchi qonuniga ko‘ra, suyuqlik zarrasi impulsining o‘zgarish tezligi unga ta’sir etuvchi kuchlar yig‘indisiga teng bo‘lib, impulsning umumiy saqlanish tenglamasini vektor ko‘rinishida quyidagicha yozish mumkin:
Yuqoridagi tenglamadagi ∇p, ∇∙tij va rg atamalar mos ravishda bosim, yopishqoqlik va tortishish kuchini ifodalaydi.Mashinalarda sovutish suvi sifatida ishlatiladigan sovutish vositalari (havo, suv, moy va boshqalar) odatda Nyuton deb hisoblanadi.Bu erda ko'rsatilgan tenglamalar faqat siljish kuchlanishi va kesish yo'nalishiga perpendikulyar tezlik gradienti (deformatsiya tezligi) o'rtasidagi chiziqli munosabatni o'z ichiga oladi.Doimiy yopishqoqlik va barqaror oqimni hisobga olgan holda, tenglama (12) 31 ga o'zgartirilishi mumkin:
Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra, suyuqlik zarrasi energiyasining o'zgarish tezligi suyuqlik zarrasi tomonidan ishlab chiqarilgan sof issiqlik va suyuqlik zarrasi tomonidan ishlab chiqarilgan aniq quvvat yig'indisiga teng.Nyuton siqilishi mumkin bo'lgan yopishqoq oqim uchun energiya tejash tenglamasi 31 shaklida ifodalanishi mumkin:
Bu erda Cp - doimiy bosimdagi issiqlik sig'imi va ∇ ∙ (k∇T) atamasi suyuqlik hujayra chegarasi orqali issiqlik o'tkazuvchanligi bilan bog'liq, bu erda k issiqlik o'tkazuvchanligini bildiradi.Mexanik energiyaning issiqlikka aylanishi \(\varnothing\) (ya'ni, yopishqoq tarqalish funktsiyasi) nuqtai nazaridan ko'rib chiqiladi va quyidagicha aniqlanadi:
Bu erda \(\rho\) suyuqlikning zichligi, \(\mu\) suyuqlikning qovushqoqligi, u, v va w - mos ravishda suyuqlik tezligining x, y, z yo'nalishining potensiali.Bu atama mexanik energiyaning issiqlik energiyasiga aylanishini tavsiflaydi va uni e'tiborsiz qoldirish mumkin, chunki u faqat suyuqlikning yopishqoqligi juda yuqori va suyuqlikning tezlik gradienti juda katta bo'lganda muhimdir.Doimiy oqim, doimiy o'ziga xos issiqlik va issiqlik o'tkazuvchanligi holatida energiya tenglamasi quyidagicha o'zgartiriladi:
Bu asosiy tenglamalar Dekart koordinata tizimida laminar oqim uchun yechilgan.Biroq, boshqa ko'plab texnik muammolar singari, elektr mashinalarining ishlashi birinchi navbatda turbulent oqimlar bilan bog'liq.Shuning uchun, bu tenglamalar turbulentlikni modellashtirish uchun Reynolds Navier-Stokes (RANS) o'rtacha usulini hosil qilish uchun o'zgartiriladi.
Ushbu ishda tegishli chegara sharoitlari bilan CFD modellashtirish uchun ANSYS FLUENT 2021 dasturi tanlangan, masalan, ko'rib chiqilgan model: quvvati 100 kVt, rotorning diametri 80,80 mm, diametri bo'lgan havo sovutgichli asinxron dvigatel. statorning 83,56 mm (ichki) va 190 mm (tashqi), havo bo'shlig'i 1,38 mm, umumiy uzunligi 234 mm, miqdori , qovurg'a qalinligi 3 mm..
Keyin SolidWorks havo sovutgichli dvigatel modeli ANSYS Fluent dasturiga import qilinadi va simulyatsiya qilinadi.Bundan tashqari, bajarilgan simulyatsiyaning to'g'riligini ta'minlash uchun olingan natijalar tekshiriladi.Bundan tashqari, integratsiyalashgan havo va suv bilan sovutilgan IM SolidWorks 2017 dasturi yordamida modellashtirildi va ANSYS Fluent 2021 dasturi yordamida simulyatsiya qilindi (4-rasm).
Ushbu modelning dizayni va o'lchamlari Siemens 1LA9 alyuminiy seriyasidan ilhomlangan va SolidWorks 2017 da modellashtirilgan. Model simulyatsiya dasturi ehtiyojlariga mos ravishda biroz o'zgartirilgan.ANSYS Workbench 2021 bilan modellashtirishda keraksiz qismlarni olib tashlash, filetalarni, pahlarni va boshqalarni olib tashlash orqali SAPR modellarini o'zgartiring.
Dizayn innovatsiyasi suv ko'ylagi bo'lib, uning uzunligi birinchi modelning simulyatsiya natijalaridan aniqlangan.ANSYS-da beldan foydalanganda eng yaxshi natijalarga erishish uchun suv ko'ylagi simulyatsiyasiga ba'zi o'zgarishlar kiritildi.IMning turli qismlari rasmda ko'rsatilgan.5a-f.
(A).Rotor yadrosi va IM mili.(b) IM stator yadrosi.(c) IM stator sargisi.(d) MI ning tashqi ramkasi.(e) IM suv ko'ylagi.f) havo va suv bilan sovutilgan IM modellarining kombinatsiyasi.
Milga o'rnatilgan fan 10 m / s doimiy havo oqimini va qanotlar yuzasida 30 ° S haroratni ta'minlaydi.Tezlikning qiymati ushbu maqolada tahlil qilingan qon bosimining imkoniyatlariga qarab tasodifiy tanlanadi, bu adabiyotda ko'rsatilganidan kattaroqdir.Issiq zona rotor, stator, stator sariqlari va rotor qafas panjaralarini o'z ichiga oladi.Stator va rotorning materiallari po'latdir, o'rash va qafas tayoqlari mis, ramka va qovurg'alar alyuminiydir.Bu hududlarda hosil bo'ladigan issiqlik elektromagnit hodisalar, masalan, mis lasan orqali tashqi oqim o'tkazilganda Joul isishi, shuningdek, magnit maydonning o'zgarishi bilan bog'liq.Turli komponentlarning issiqlik chiqarish tezligi 100 kVt IM uchun mavjud bo'lgan turli adabiyotlardan olingan.
Integratsiyalashgan havo va suv bilan sovutilgan IMlar, yuqoridagi shartlarga qo'shimcha ravishda, suv ko'ylagini ham o'z ichiga oladi, unda issiqlik uzatish imkoniyatlari va nasos quvvatiga bo'lgan talablar turli xil suv oqimlari (5 l / min, 10 l / min) uchun tahlil qilingan. va 15 l/min).Ushbu valf minimal valf sifatida tanlangan, chunki 5 L / min dan past oqimlar uchun natijalar sezilarli darajada o'zgarmadi.Bundan tashqari, maksimal qiymat sifatida 15 L / min oqim tezligi tanlangan, chunki harorat pasayishda davom etayotganiga qaramay, nasos quvvati sezilarli darajada oshdi.
Har xil IM modellari ANSYS Fluent dasturiga import qilindi va ANSYS Design Modeler yordamida keyinchalik tahrir qilindi.Bundan tashqari, dvigatel atrofidagi havo harakatini tahlil qilish va atmosferaga issiqlikni olib tashlashni o'rganish uchun AD atrofida o'lchamlari 0,3 × 0,3 × 0,5 m bo'lgan quti shaklidagi korpus qurilgan.Xuddi shunday tahlillar havo va suv bilan sovutilgan IM uchun ham o'tkazildi.
IM modeli CFD va FEM raqamli usullari yordamida modellashtirilgan.Meshlar CFD-da yechim topish uchun domenni ma'lum miqdordagi komponentlarga bo'lish uchun qurilgan.Dvigatel komponentlarining umumiy murakkab geometriyasi uchun tegishli element o'lchamiga ega tetraedral to'rlardan foydalaniladi.To'g'ri sirt issiqlik uzatish natijalarini olish uchun barcha interfeyslar 10 qatlam bilan to'ldirilgan.Ikkita MI modelining panjara geometriyasi shaklda ko'rsatilgan.6a, b.
Energiya tenglamasi dvigatelning turli sohalarida issiqlik uzatishni o'rganish imkonini beradi.Tashqi yuza atrofidagi turbulentlikni modellashtirish uchun standart devor funksiyalariga ega K-epsilon turbulentlik modeli tanlangan.Model kinetik energiya (Ek) va turbulent dissipatsiyani (epsilon) hisobga oladi.Mis, alyuminiy, po'lat, havo va suv o'zlarining tegishli ilovalarida foydalanish uchun standart xususiyatlari uchun tanlangan.Issiqlik tarqalish stavkalari (2-jadvalga qarang) kirishlar sifatida berilgan va batareya zonasining turli sharoitlari 15, 17, 28, 32 ga o'rnatiladi. Dvigatel korpusi ustidagi havo tezligi ikkala motor modeli uchun ham 10 m / s ga o'rnatildi. Bundan tashqari, suv ko'ylagi uchun uch xil suv tezligi hisobga olingan (5 l / min, 10 l / min va 15 l / min).Kattaroq aniqlik uchun barcha tenglamalar uchun qoldiqlar 1 × 10-6 ga tenglashtirildi.Navier Prime (NS) tenglamalarini yechish uchun ODDAY (bosim tenglamalari uchun yarim yashirin usul) algoritmini tanlang.Gibrid ishga tushirilgandan so'ng, o'rnatish 7-rasmda ko'rsatilganidek, 500 iteratsiyani amalga oshiradi.
Xabar vaqti: 24-iyul-2023