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CFD分析车用电机螺旋水路的散热特性

电工技术学报 2018年第4期33卷 955-963页

作者：王晓远杜静娟天津大学电气与自动化工程学院天津300072

车用驱动电机的合理冷却方式至关重要,直接影响电动汽车的运行稳定性。针对冷却方式中螺旋型水路进行详细的计算流体动力学(CFD)分析。在进水面积相同的条件下,针对方形截面的长宽比值不同进行分析,从流体流动迹线、散热系数、水泵功率... 详细信息

车用驱动电机的合理冷却方式至关重要,直接影响电动汽车的运行稳定性。针对冷却方式中螺旋型水路进行详细的计算流体动力学(CFD)分析。在进水面积相同的条件下,针对方形截面的长宽比值不同进行分析,从流体流动迹线、散热系数、水泵功率、温度分布等多方面综合比较,总结散热特性规律为螺旋型冷却流体研究提供依据。通过有限元法(FEM)对螺旋水路的永磁电机进行温度场耦合分析,仿真给出电机整体温度场分布。最后,应用红外热成像仪测试样机机壳的温度分布,验证FEM温度场分布的一致性,并通过监测绕组端部PT100温度,验证FEM仿真温度场精度,保证整车运行可靠性,为车用电机冷却散热的研究提供一些参考依据。

关键词：计算流体动力学螺旋水路流速散热系数温度场耦合分析

应用CFD流固耦合热分析车用高功率密度电机的水冷系统

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电工技术学报 2015年第9期30卷 30-38页

作者：王晓远杜静娟天津大学电气与自动化工程学院天津300072

针对高功率密度电机功率大、体积小的特点,通过综合选择水冷系统平衡电机的热量,保证高功率密度电机的散热。利用计算流体动力学(CFD)和热场比较轴向型、周向型、螺旋型3种水冷方式,从流速、冷却效果、水泵功率、温度分布及工艺等多方... 详细信息

针对高功率密度电机功率大、体积小的特点,通过综合选择水冷系统平衡电机的热量,保证高功率密度电机的散热。利用计算流体动力学(CFD)和热场比较轴向型、周向型、螺旋型3种水冷方式,从流速、冷却效果、水泵功率、温度分布及工艺等多方面综合比较并选择最优水路结构——螺旋型水路,并应用此水路作为高功率密度电机的机壳内部水冷方式。传统电机的电流密度为5.0 A/mm2,通过采用螺旋型水冷系统、优化电机磁路结构和对材料的特殊设计,同样的温升可使电流密度增至10.0 A/mm2。这样在电机体积和重量基本不变的情况下可使电机的功率提高1倍,达到设计高功率密度电机的目标。最后,通过红外热成像仪的温度测试验证螺旋型水路应用CFD流固耦合温度场分布的一致性。

关键词：计算流体动力学(CFD) 水冷系统热场高功率密度电流密度

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车用强冷式永磁电机的多物理场耦合研究

电力系统及其自动化学报 2022年第4期34卷 77-82页

作者：杜静娟黄新雨赵坚李朝江陈学永天津城建大学控制与机械工程学院天津300384 天津大学内燃机研究所天津300072

为解决电动汽车车用高功率高速电机需要满足电磁、应力与温升多种需求的问题,本文提出一种全面多物理场的综合分析方法。以车用30 kW 8极内置式永磁同步电机为例,提出一种新型冷却方式——铁芯嵌入铜管直接冷却法。首先,运用有限元法对... 详细信息

为解决电动汽车车用高功率高速电机需要满足电磁、应力与温升多种需求的问题,本文提出一种全面多物理场的综合分析方法。以车用30 kW 8极内置式永磁同步电机为例,提出一种新型冷却方式——铁芯嵌入铜管直接冷却法。首先,运用有限元法对定子槽的槽深与槽宽比γs进行电磁设计优化;然后,通过对该电机的电磁损耗、流体流速、应力变形、热场变化等进行多物理场的耦合计算,达到降低损耗、增加输出转矩的目的,并满足电机高效散热以保证车用电机的安全运行;最后,对样机进行温升性能实验,实验与理论设计误差小于5%,验证了电机设计的合理性,同时该方法为车用永磁电机的设计提供一些参考依据。

关键词：内置式永磁同步电机多物理场耦合强水冷系统热应力温度分布有限元法

高速电机的转子损耗分析与无位置传感器矢量控制方法的研究

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电力系统及其自动化学报 2022年第5期34卷 144-150页

作者：陈学永李朝江杜静娟吕海英黄新雨天津大学内燃机研究所天津300072 天津城建大学控制与机械工程学院天津300384 天津农学院工程技术学院天津300384

为保证鼓风机用电机在高转速下不产生过温的情况,针对一种表贴式高速永磁同步电机提出了新型转子结构。通过应用有限元法对该转子的护套材料、护套厚度进行合理的选择降低电机高速状态下产生的损耗,采用自适应滤波滑膜观测器对高速电机... 详细信息

为保证鼓风机用电机在高转速下不产生过温的情况,针对一种表贴式高速永磁同步电机提出了新型转子结构。通过应用有限元法对该转子的护套材料、护套厚度进行合理的选择降低电机高速状态下产生的损耗,采用自适应滤波滑膜观测器对高速电机进行无位置矢量控制提高控制精度。最后通过多物理场耦合方式对整个电机进行温度仿真,实验结果表明当电机选择3 mm钛合金转子护套、磁钢采用永磁体N35UH、耐温180℃时,不会出现磁钢退磁的情况。

关键词：高速永磁同步电机自适应滤波滑膜观测器多物理场耦合转子填充物转子护套有限元法

基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机的研究

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基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机的研究

作者：杜静娟天津大学

学位级别：硕士

本课题是国家863计划项目《高性能稀土永磁电机技术集成及关键材料》（2004AA32G080）的部分研究内容,本文的主要内容是对基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机的设计及其电磁场分析。该类电机作为一种现代高性能伺服电机,具... 详细信息

本课题是国家863计划项目《高性能稀土永磁电机技术集成及关键材料》（2004AA32G080）的部分研究内容,本文的主要内容是对基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机的设计及其电磁场分析。该类电机作为一种现代高性能伺服电机,具有重量轻、结构紧凑、振动噪声低、转动惯量小,机电时间常数小、低速运行平稳等特点,在数控机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等场合具有广阔的应用前景。本论文充分利用外径空间提出了新型的基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电动机,该电机通过改变气隙结构以进一步提高盘式无铁心永磁同步电机的气隙磁密,达到提高电机性能的目的,并针对这种电机进行建模和电磁场分析计算。由于此类电机的特殊结构,很难将三维开域磁场化为二维磁场计算,其气隙磁密按三维开域磁场分析,通过大量有限元的仿真分析最终确定了较小实用求解区域,简化了计算。基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机与普通永磁电动机有很多不同之处,与传统的电机参数计算相比,许多计算方法不再运用,本文针对该类电机给出了几个典型的计算公式,并总结了基于三维电磁场分析计算盘式无铁心同步电机的电磁计算程序,最后编制出了一套电磁设计计算的CAD软件。在制作工艺上,内/外转子结构的加工工艺、永磁体的固定加工、绕组盘的安装与定位、灌胶成形等难题都得到了解决,还制作了适合于盘式电机总装的特殊工艺设备。在理论分析和磁场仿真相结合的基础上,初步设计250W和2500W的两台样机;并对样机进行了大量的试验,分析试验结果,并与同规格的其他样机进行性能比较,进一步完善和总结。本论文的电机由于无铁心和楔形气隙的特殊结构,其重量大大减轻,电机的效率提高,转矩波动小,振动噪声明显减小等等,特别适合一些特殊的应用场合比如电动汽车、船用推进器、手持电动工具、机械臂等等。

关键词： Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机 FEM

基于Halbach阵列盘式无铁心永磁同步电机优化设计——楔形气隙结构电机

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同方学位论文库

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电工技术学报 2007年第3期22卷 2-5页

作者：王晓远唐任远杜静娟赵方齐利晓沈阳工业大学特种电机研究所沈阳110023 天津大学电气与自动化工程学院天津300072

从优化结构角度出发,提出基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机,该类电机具有效率高、重量轻、噪声低、结构简单等优点,通过改变气隙结构以进一步提高盘式无铁心永磁同步电机的气隙磁密,达到提高电机性能的目的。利用FEM方法... 详细信息

从优化结构角度出发,提出基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机,该类电机具有效率高、重量轻、噪声低、结构简单等优点,通过改变气隙结构以进一步提高盘式无铁心永磁同步电机的气隙磁密,达到提高电机性能的目的。利用FEM方法对16极盘式永磁同步电机进行建模,选取不同的空气罩尺寸来分析比较,确定适合的求解域,进而对均匀气隙与楔形气隙两种结构进行了静态气隙磁场分析比较。实验结果表明,样机出力由均匀气隙结构200W提高至楔形气隙结构的250W,效率由91.8%升高到92.4%,功率因数由0.985提高到0.993,优化设计达到了目的。

关键词：盘式无铁心楔形气隙均匀气隙水磁同步电机有限元法

基于工业组态软件W inCC的化工工业监控系统

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化工自动化及仪表 2006年第5期33卷 41-43,47页

作者：王晓远杜静娟齐利晓常斌天津大学电气与自动化工程学院天津300072

介绍一种应用于化工厂的动态计算机监控系统,该系统以上位机的西门子W inCC5.1和下位机的西门子S7-300系列PLC为核心进行动态监视与控制。详细论述了监控系统中上位机软件的设计与实现,以及人机界面动画的制作,介绍了上位机与下位机PLC... 详细信息

介绍一种应用于化工厂的动态计算机监控系统,该系统以上位机的西门子W inCC5.1和下位机的西门子S7-300系列PLC为核心进行动态监视与控制。详细论述了监控系统中上位机软件的设计与实现,以及人机界面动画的制作,介绍了上位机与下位机PLC的通讯方式。概述了丁酯合成与回收系统的结构和特点。

关键词： WinCC PLC 监控系统 MPI通讯 HMI

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热处理木材性能改良与工艺优化研究进展

复合材料学报 2024年第4期41卷 1712-1725页

作者：蒋军杜静静徐信武梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

热处理木材是一种环保无污染且绿色可持续材料。但木材经过热处理会导致其部分力学性能下降、表面润湿性能不足及容易发生光老化等问题。传统的热处理技术所需要的高温环境会产生大量能耗,导致生产成本较高。针对以上热处理木材存在的... 详细信息

热处理木材是一种环保无污染且绿色可持续材料。但木材经过热处理会导致其部分力学性能下降、表面润湿性能不足及容易发生光老化等问题。传统的热处理技术所需要的高温环境会产生大量能耗,导致生产成本较高。针对以上热处理木材存在的性能缺陷和生产工艺不足,从热处理木材性能改良和工艺优化两个角度,概述了国内外热处理木材的性能改良研究进展。具体内容涉及热处理木材力学性能改良、表面润湿性能改良、耐光老化性能改良和热处理工艺优化4个方面。分析了热处理木材相关性能改良方法的局限性和改进措施,提出了木材热处理改性应在结合改性机制和实际应用的基础上,对热处理造成的潜在木材性能劣化进行规避,以更好地体现其综合性能优势,提高附加值并拓展应用范围。

关键词：热处理木材力学性能表面润湿性能耐光老化性能热处理工艺

超声心动图联合外周血管超声在肺栓塞临床诊断中的应用价值研究

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中西医结合心血管病电子杂志 2021年第19期 111-113页

作者：杜静娟吉林省伊通满族自治县第一人民医院

目的探究超声心动图联合外周血管超声在肺栓塞临床诊断中的应用价值。方法选取2020年1月至2020年12月吉林省伊通满族自治县第一人民医院超声科经肺动脉造影确诊为肺栓塞的患者60例为研究对象，根据诊断方法的不同，将60例患者分为三组... 详细信息

目的探究超声心动图联合外周血管超声在肺栓塞临床诊断中的应用价值。方法选取2020年1月至2020年12月吉林省伊通满族自治县第一人民医院超声科经肺动脉造影确诊为肺栓塞的患者60例为研究对象，根据诊断方法的不同，将60例患者分为三组，A组20例采用超声心动图，B组20例采用外周血管超声，C组20例采用超声心动图联合外周血管超声诊断。分析超声心动图、外周血管超声、超声心动图联合外周血管超声的肺栓塞检出率。结果 C组肺栓塞检出率（90.00%）高于A组检出率（25.00%）与B组检出率（35.00%），差异均有统计学意义（P <0.05）。A组患者通过超声心动图诊断其中左肺动脉附壁血栓2例，右肺动脉内观察到不活动高回声附壁血栓2例，肺动脉内血栓病灶1例，主肺动脉分叉处观察到血栓1例，通过彩色多普勒血流显像检测血栓回声阻塞在肺动脉内部、向前血流信号不明显1例。B组患者应用外周血管超声诊断，其中左下肢静脉下肢1例、右下肢静脉血栓1例、双侧下肢静脉血栓2例，髂外静脉血栓3例，最终有5例可能进展为肺栓塞。C组20例患者先开展超声心动图再实施外周血管超声，最后确诊为18例肺栓塞。结论超声心动图联合外周血管超声应用于肺栓塞的诊断价值较高，具有无创性、可重复操作性等优势，对于肺栓塞有着较高的检出率，可减低误诊与漏诊情况的发生，可为临床医师提供快速、准确的诊断依据，值得临床推广应用。

关键词：肺栓塞超声心动图外周血管超声应用价值