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一种考虑物性参数温变影响的齿轮传动温升计算方法

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机械传动 2019年第7期43卷 104-110页

作者：李昌于志斌李云飞陈雨萱韩兴辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051 中国能建东电一公司辽宁沈阳110179

高速重载齿轮啮合传动因摩擦生热导致温升,齿轮从而产生热膨胀引起啮合误差,使得振动、噪声增大,胶合失效加剧。因此,对齿轮传动进行温升计算与影响因素分析具有重要意义。温升导致齿轮热物性参数变化,影响温度场,若忽略这种影响,将产... 详细信息

高速重载齿轮啮合传动因摩擦生热导致温升,齿轮从而产生热膨胀引起啮合误差,使得振动、噪声增大,胶合失效加剧。因此,对齿轮传动进行温升计算与影响因素分析具有重要意义。温升导致齿轮热物性参数变化,影响温度场,若忽略这种影响,将产生误差。基于渐开线直齿轮,根据齿轮啮合理论和摩擦传热原理,对齿轮传动中瞬时摩擦热流量和对流换热系数进行求解。利用CALPHAD法得出不同温度下的物性参数,基于ANSYS热固耦合法,利用APDL编写变物性参数程序,对齿轮传动温升进行计算,得出齿轮传动中温度场变化情况。编写参数化求解程序,分析齿宽和转矩对啮合传动温升的影响。该研究为分析温升对齿轮失效影响机理奠定重要基础,具有一定的指导意义。

关键词：齿轮啮合传动变物性参数温升计算 APDL CALPHAD计算法

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高速动车组牵引变流器的压力特性及温升计算

电气工程学报 2023年第2期18卷 287-294页

作者：丁杰尹亮湖南文理学院机械工程学院常德415000

为分析高速动车组运行过程中列车表面压力对牵引变流器进出风口的影响以及牵引变流器的冷却散热效果,首先建立列车明线运行的空气动力学模型,通过数值模拟得到高速动车组以速度350 km/h明线运行时的压力分布特性,结果表明牵引变流器的... 详细信息

为分析高速动车组运行过程中列车表面压力对牵引变流器进出风口的影响以及牵引变流器的冷却散热效果,首先建立列车明线运行的空气动力学模型,通过数值模拟得到高速动车组以速度350 km/h明线运行时的压力分布特性,结果表明牵引变流器的进出风口均为负压,出风口与进风口平均压差值为负值,这有利于牵引变流器的通风散热;然后根据牵引变流器的结构特点分别建立了液冷子系统和风冷子系统的仿真模型,得到主逆变组件、整流组件和辅助逆变组件的绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)元件温升,以及变压器、电抗器等电气部件的温升;最后通过温升试验验证仿真计算结果的准确性和牵引变流器的散热效果。牵引变流器的压力特性及温升计算,对于高速动车组的开发研制具有一定意义。

关键词：高速动车组牵引变流器空气动力学压力特性温升计算

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饼式绕组H级绝缘干式变压器温升计算

变压器 1989年第8期26卷 11-14页

作者：刘文里哈尔滨电工学院

从目前日益广泛采用的空气自冷H级绝缘干式变压器温升计算值与实测值相差较大这一问题入手,利用气体传热学基本原理,对空气自冷饼式绕组的H级绝缘干式变压器的温升计算公式进行了推导与分析,得出了比较符合实际情况的温升计算公式。

关键词：干式变压器温升计算饼式绕组

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矿用隔爆型干式变压器的温升计算

变压器 1995年第7期32卷 9-11页

作者：程明周鹗许吉华东南大学盐城市变压器厂

分析了矿用隔爆型干式变压器的散热过程，提出了温升计算方法和计算公式，样机的计算结果与实测值吻合。

关键词：干式变压器温升计算矿用变压器变压器

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带风道的树脂浇注变压器高压绕组温升计算

变压器 2008年第11期45卷 9-10页

作者：吴红波北京电力设备总厂北京102401

1引言近年来，随着铜导线单价的大幅上涨，变压器生产厂家成本压力也随之增大。高压绕组带风道的树脂浇注干式变压器因其散热面较大、导线电密取值高及导线成本低而越来越得到变压器生产厂家的青睐，带风道的树脂浇注变压器设计中的一... 详细信息

1引言近年来，随着铜导线单价的大幅上涨，变压器生产厂家成本压力也随之增大。高压绕组带风道的树脂浇注干式变压器因其散热面较大、导线电密取值高及导线成本低而越来越得到变压器生产厂家的青睐，带风道的树脂浇注变压器设计中的一大难点便是高压绕组温升计算。

关键词：树脂浇注干式变压器高压绕组温升计算风道生产厂家变压器设计铜导线成本低

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一体化照明灯电源温升计算及散热设计

一体化照明灯电源温升计算及散热设计

作者：杨坤沈阳工业大学

学位级别：硕士

一体化照明灯电源的功率密度不断提升,引发了电源的大量发热,降低了电源的寿命。同时,照明灯的LED芯片也是发热源,会与电源发热发生热耦合,加剧电源的发热。为了对电源进行散热,照明灯的外壳通常做成“百叶式”的散热片结构。这种外壳... 详细信息

一体化照明灯电源的功率密度不断提升,引发了电源的大量发热,降低了电源的寿命。同时,照明灯的LED芯片也是发热源,会与电源发热发生热耦合,加剧电源的发热。为了对电源进行散热,照明灯的外壳通常做成“百叶式”的散热片结构。这种外壳结构使得照明灯的体积增大,限制了照明灯的应用场景。因此,对照明灯电源进行准确地温升计算和合理地散热设计,对提高电源的寿命和扩大照明灯的应用场景具有重要意义。本文研究对象为一体化照明灯开关电源(以下简称电源),其自身为发热源,且工作环境要求密封。针对其特殊的工作环境,开展以下工作:首先,分析照明灯的结构和LED的温升,确定照明灯的热源及分布情况,给出LED芯片结温的计算方法。对电源的工作原理及实际运行工况进行分析与计算,通过分析电源的拓扑结构和不同输出电流下的效率,对电源的运行工况进行求解。然后,利用经验公式对电源MOSFET的损耗进行理论分析和计算;利用经验公式结合软件仿真对电源变压器的损耗进行理论分析和计算。将损耗计算结果与软件仿真结合,对电源进行温度场仿真,得到照明灯的温度分布和电源各器件的准确温升值。对电源现有的散热设计进行分析,针对其散热结构存在体积大、易失效、维护成本高的问题,对电源进行散热设计。在考虑电源电磁兼容性能的基础上,使用模拟热退火算法对电源的器件热布局进行重新设计。重新设计电源变压器,使用平面变压器替代绕线式变压器,对电源变压器模块进行散热设计。最后,搭建实验平台,制作电源试验样机,对电源进行温升测量实验,验证温升计算结果的准确性和散热设计的有效性。为一体化照明灯电源的温升计算和散热设计研究提供了参考,具有一定的工程应用价值和指导意义。

关键词：一体化照明灯电源损耗分析温升计算散热设计

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浸油冷却轮毂永磁同步电机设计及温升计算

浸油冷却轮毂永磁同步电机设计及温升计算

作者：殷毅重庆大学

学位级别：硕士

浸油冷却轮毂电机功率密度高、散热能力强,省去循环油冷所需的油泵、油路管道等设备,提高了驱动系统的集成度和可靠性,在轮毂空间受限不具备油路外循环条件的特殊场合中具有重要应用价值。然而,轮毂电机内部浸油会产生附加油摩损耗,降... 详细信息

浸油冷却轮毂电机功率密度高、散热能力强,省去循环油冷所需的油泵、油路管道等设备,提高了驱动系统的集成度和可靠性,在轮毂空间受限不具备油路外循环条件的特殊场合中具有重要应用价值。然而,轮毂电机内部浸油会产生附加油摩损耗,降低了电机输出转矩和效率,同时影响了电机温升的计算。因此,论文以浸油冷却轮毂电机为研究对象,深入开展油摩损耗解析计算、计及油摩损耗的电磁设计及优化、温升计算等方面的研究。主要内容包括:(1)针对传统油摩损耗解析式将定转子结构简化为同心圆柱体导致计算误差较大的问题,建立计及定子齿槽及杯型转子结构作用的油摩损耗解析模型。首先,依据转子结构特点,分别进行计及定子齿槽作用的气隙油摩损耗解析推导和杯型转子结构作用的端面油摩损耗解析推导。其次,建立基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的流场仿真模型,并搭建搅油试验平台进行油摩损耗测试,通过仿真和试验来验证解析模型的准确性。最后,分析了槽口宽、槽口高、气隙长度等电机结构参数及冷却油粘度、密度等物性参数对油摩损耗的影响规律。(2)针对浸油冷却轮毂电机油摩损耗与电磁性能耦合作用复杂易导致电机设计时出现整体损耗大而效率低的问题,以损耗最小为目标,建立计及油摩损耗的浸油冷却轮毂电机优化设计模型。首先,依据技术指标,得到电机初步设计方案,并建立有限元模型进行电磁性能分析。其次,建立计及油摩损耗的轮毂电机损耗数学模型,对有限元模型进行参数化后,基于响应面模型和遗传算法,进行优化设计。最后,通过对比优化前后方案在不同运行工况的损耗,验证优化方案的有效性。(3)针对浸油冷却轮毂电机内部存在冷却油和空气两种物理相,常规的单相流固耦合模型不适用于计算其温升的问题,建立双相流固耦合模型计算电机各关键部件的温升,进一步,研究了电机额定工况下不同油位对电机温升的影响,确定冷却效果最好的油位系数,基于最佳油位,对设计的轮毂电机其他运行工况下的温升进行了评估。(4)依据设计方案完成样机的试制,并针对定子绕组进行了耐电压试验,针对转子进行了动平衡处理,最后通过对拖试验测试了电机不同转速下的空载反电势,验证了设计方案的有效性。论文研究成果为浸油冷却轮毂电机油摩损耗及温升计算提供了技术支撑,也为浸油冷却轮毂电机优化设计奠定了基础。

关键词：轮毂永磁同步电机浸油冷却油摩损耗温升计算电机优化设计

高速外永磁转子爪极电机机械特性分析与温升计算

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高速外永磁转子爪极电机机械特性分析与温升计算

作者：王双翼沈阳工业大学

学位级别：硕士

一种新型的高速电机在高速压缩机与风机等飞轮储能系统、高速机床主轴电机等领域具有广阔的应用前景。高速外永磁转子爪极电机具有体积小、效率和功率密度高、一体化程度高等卓越优点,已成为国际高端装备制造领域研究热点之一。目前国... 详细信息

一种新型的高速电机在高速压缩机与风机等飞轮储能系统、高速机床主轴电机等领域具有广阔的应用前景。高速外永磁转子爪极电机具有体积小、效率和功率密度高、一体化程度高等卓越优点,已成为国际高端装备制造领域研究热点之一。目前国内外大多数高速永磁电机常采用内转子结构,为保护永磁体以承受巨大的离心力,需要加装保护套等装置,而使电机等效气隙增加、永磁体用量增加、气隙磁密降低,本文研究的外永磁转子结构高速电机则可避免这些问题。本论文针对高速外永磁转子爪极电机高速运行时的机械强度与动力学特性进行计算分析,并设计了永磁体的保护方法;对于高功率密度电机温升较高的问题,本文设计两种冷却系统方案并进行冷却效果的对比。主要研究内容包括:(1)在充分研究高速外永磁转子爪极电机的结构特点和运行原理的基础上,对爪极电机的主要尺寸进行设计。利用适合于高速高频工况及三维复杂结构的软磁复合材料特性来考虑电机定子磁密的非线性。利用三维电磁有限元计算软件,分析此电机的静态和瞬态场性能,为该类电机电磁设计与性能分析提供了可靠依据。(2)建立基于有限元方法的高速外永磁转子爪极电机强度计算模型,并利用有限元方法对外永磁转子轭部和永磁体进行应力场分布的计算,并研究转子结构尺寸对转子应力分布的影响及削弱永磁体拉应力的方法;后续建立了转子动力学计算模型,采用有限元方法计算外永磁转子的临界转速与模态振型,分析本文电机的安全运行速度范围,确保电机可长时间可靠运行。(3)在得到高速外永磁转子爪极电机各部分损耗的基础上,本文建立了流体场温度计算模型,对电机的温升分布进行计算。针对高速永磁电机功率密度和损耗密度大、散热困难的问题,本文提出了轴内冷却系统和定子间冷却系统,并利用二相流方法分别对两种冷却系统的冷却效果进行计算,并分析了水路横截面积与流体流速对电机各部分温升的影响规律。

关键词：高速外永磁转子电机强度分析冷却系统设计温升计算

封闭式小型异步电机的等值热流图和温升计算方法

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电机与控制应用 1978年第4期 12-19+66页

作者：杨国强成都工学院电机试验站

本文沿用一般方法,抓住主要方面并作必要的简化得出热流图,又考虑具体结构和工艺因素,导出各部的热阻,建立方程组,从而列出温升计算公式,举例计算温升并与实测结果对比。

关键词：温升计算机壳端盖实测值计算值管帽交流电机异步电机感应电机定子绕组端部