电机散热仿真分析
风电功率组件水冷散热器仿真模拟和实验研究
风电功率组件水冷散热器仿真模拟和实验研究摘要：近年以来风电产业发展迅速。
随着风电功率组件的功率密度越来越大，对于功率组件而言，散热器是整个功率组件正常工作的重要保证。
散热器的设计中保证散热器的散热性能的同时，降低散热器的使用条件是散热器的核心内容。
本文就2.0MW水冷双馈功率组件为例，利用有限元分析软件ANSYS，以及模拟发热实验的方法，进行了散热器设计。
关键词：散热器设计；有限元仿真；模拟实验；1.引言1.1 风电功率组件散热器风电变流器容易出现极端高、低温现象，安装空间极其有限，如何在有限空间内对高频、大电流的IGBT模块进行散热成为风电变流器散热设计的关键。
目前，应用于风电变流器IGBT模块的散热器主要的散热方式有强迫风冷和强迫水冷两种。
随着设备容量的增大，其散热方式由风冷逐渐向水冷发展，如果散热器设计不合理，将导致流阻较大，或散热均温性较差，降低了IGBT的使用寿命，甚至由于散热性能不足导致IGBT过热造成炸裂等事故，同时散热问题也是限制高压电力设备容量的主要因素之一。
因此对IGBT散热器的研究是电力电子行业发展的需要。
1.2 散热器设计基本原理IGBT芯片依次通过衬板焊料，衬板，基板焊料和基板将运行过程中产生的热量传递到散热器，散热器通过和冷却水的换热将热量带出模块系统。
热传导是指由于冷却水与散热器直接接触时存在温差而发生的热量传递过程。
其基本定律为傅里叶定律，即:式中： q为热流密度，即为单位面积的热流密度，为温度梯度，即温度在x方向的变化率;为散热器与冷却水之间的导热系数。
热对流是指冷却水与散热器流道壁面接触时发生的热交换过程，其基本定律为牛顿冷却公式:式中：为对流换热系数；A为换热面积;为壁面温度;为流体温度。
为对流换热系数，主要与流体的物理性质，表面换热形状、部位、表面与流体的流速有关。
对于散热器设计而言，主要与散热面积以及流速相关。
流速越大，散热面积越大对流换热效果越好，强制水冷散热器对流换热系数通常为1000～1500。
纯电动汽车电机热管理仿真分析及优化
时代汽车
纯电动汽车电机热管理仿真分析及优化
李晓燕 1 祁春雷 1 詹天赐 2 李锋 2 1. 浙江飞碟汽车制造有限公司新能源汽车事业部 浙江省杭州市 311100 2. 杭州普埃科技有限公司 浙江省杭州市 310018
辐射方程：E=εσT 4
（4)
其中，ε 为实际物体的发射率，它仅仅
取决于物体自身，与周围环境条件无关；σ
为黑体辐射常数，取 5.77W/（m2·k4）；
T
导热方程：q=-λ xi
（5)
T/ Xi 是物体沿 Xi 方向的温度变化率；
q 是沿 Xi 方向传递的热流密度，W/m2；λ
是导热系数，W/（m·k)；负号表示热量传
动力黏性系数，Pa·s；l 为特征长度，m。 2.2 边界条件 散热器和冷凝器用多孔介质模型，风扇
采用 MRF 模型，其他边界条件见下表 1。
表1
序号 1
边界条件 计算模型
2
壁面处理
3
进口条件
4
出口条件
5
空气密度
6
动力粘度
设置 / 要求 Realizable K-Epsilon 模型
two-layer all-y+ wall treatment model 45 km/h
本文以某 1.5t 电动货车为研究对象，对 其所匹配的水冷式电机的换热方式进行仿真 分析探索。分析在整车爬坡工况下的电机温 升水平；并通过修正仿真模型，与电机厂家 的热电分析结果对比，误差较小（4.58%）。
2 仿真分析方法
2.1 理论公式 流体运动遵循质量守恒、动量守恒和能 量守恒定律，这三大定律对流体运动的数学 描述构成了流体力学的基本方程。本文运用 STARCCM+ 流体分析软件，计算机舱流场、 关键零部件温度场。
基于热网络的机载直流无刷电机散热仿真分析
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｅ ｄ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ；Ｂ Ｌ Ｄ Ｃ； ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｒ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ；ｔ ｈ ｅ ｍａ ｒ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
第４ ６卷 第 ６期
２ ０１ ３正
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Ｍｆ ＣＲபைடு நூலகம்Ｍ０ＴＯＲＳ
Ｖｏ １ ． ４ ６．Ｎｏ ． ６
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Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３
基 于 热 网络 的机 载 直 流 无 刷 电机 散 热 仿 真 分 析
姜
摘
洋 ，黄 晓艳
（ １ ．浙 江机电职业技术学院 ，杭州 ３ １ ０ ０ ５ ３ ；２ ．浙 江大学 ，杭州 ３ １ ０ ０ ２ ７ ） 要 ：结合机载 电机设计 的特点 ，本文 建 立 了转子 内部存 在 航 空 液压 油 的直 流无 刷 电机 的热 网 络模 型 ，并 对
２ ．Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ ７，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｓ ｋ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｉ ｌ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｅ ｄ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ Ｂ Ｌ ＤＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．Ａ ｔ ｈ ｏ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｌ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｈ ａ ｄ ｂ ｅ ｅ ｎ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｕ ｓ ｌ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｓ ｋ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｇ ａ ｐ ｗｅ ｒ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗａ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｂ ｙ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ １ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．ａ ｍｂ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｕ ｔ ｙ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｅ ｄ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｄ ｂ ｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ｒ ｍｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ １ ２ ｋ Ｗ Ｂ Ｌ ＤＣ
maxwell电机仿真实例
maxwell电机仿真实例Maxwell电机仿真是电机设计和分析的重要工具，它能够帮助工程师快速准确地评估电机的性能，节省了大量的实验和设计成本。
本文将以一台直流电机为例，介绍Maxwell电机仿真的具体步骤和方法，并分析仿真结果，最后总结电机仿真的优势和应用价值。
1.电机的基本结构和工作原理直流电机是一种将电能转化为机械能的设备，它由定子和转子两部分组成。
定子上有绕组，在外加电压的作用下产生磁场，转子上有导体，当定子电流通过后转子受到磁力的作用而旋转。
当转子旋转时，通过与机械负载的连接可以进行功的转换。
2. Maxwell电机仿真的基本原理在进行Maxwell电机仿真时，首先需要建立电机的几何模型。
Maxwell可以通过导入CAD文件或手动建立几何模型来进行仿真。
然后需要定义材料特性和绕组参数，包括定子和转子的材料特性，绕组的线材材料、截面积和匝数等。
在建立完电机的几何模型和定义完材料特性后，可以进行电磁场仿真和热仿真，从而得到电机的性能参数和工作状态。
3. Maxwell电机仿真的具体步骤（1）建立几何模型在Maxwell中，可以通过导入CAD文件或手动建立几何模型来建立电机的几何结构。
在建立几何模型时，需要考虑到电机的细节结构，如绕组的匝数、绕组连接方式、转子的永磁体分布等。
（2）定义材料特性在Maxwell中，材料特性是进行仿真的基础。
需要为定子和转子分别定义材料特性，包括磁导率、电导率等参数。
对于绕组材料，需要定义其磁特性和电阻率等参数。
（3）定义边界条件和激励条件在进行电磁场分析时，需要定义边界条件和激励条件。
边界条件包括定子和转子的外形边界条件、绕组的通流条件等；激励条件包括外加电压、磁体的磁场分布等。
通过定义边界条件和激励条件，可以对电机的电磁场进行分析。
（4）进行电磁场分析在定义了几何模型、材料特性、边界条件和激励条件后，可以进行电磁场分析。
Maxwell可以计算电机的磁场分布、磁通密度、电磁力等参数。
电机热仿真案例
电机热仿真案例今天来给你唠唠电机热仿真这个事儿。
就好比我们要给电机做个体检，看看它在工作的时候会不会发烧啥的。
先来说说我们这个电机的情况吧。
这是一个工业生产线上常用的电机，功率还不小呢，就像一个大力士，天天都在那儿拼命干活。
那为啥要做热仿真呢？你想啊，电机工作的时候就像人在跑步，跑久了身体就会发热。
电机要是太热了，就会出问题，可能就会像人中暑一样，突然罢工，那生产线可就麻烦大了。
我们开始做热仿真的时候，首先得建立电机的模型。
这就像是给电机画个像，把电机的每一个部件，什么定子、转子、线圈啊，都画得清清楚楚的。
这就像搭积木一样，一块一块地把电机在电脑里搭起来。
不过这可不像搭真正的积木那么简单，每个部件的尺寸、材料特性都得考虑进去。
比如说，定子的材质是铁，它导热的速度就和线圈那种铜材质不一样，就像铁和铜在传递热量的时候有自己的个性一样。
然后呢，我们要设定电机的工作条件。
这电机在生产线里可不是悠闲地晃悠，它有一定的转速，还有负载呢。
这就好比你让一个人跑步，你得告诉他跑多快，还要给他背上多重的包一样。
我们得把电机的转速、负载这些条件都告诉电脑，这样电脑才能模拟出电机真实的工作状态。
好了，模型建好了，工作条件也设定了。
现在就开始让电脑模拟电机工作发热的过程啦。
电脑就像一个超级大脑，它根据我们给的信息开始计算电机每个部位的温度变化。
就像有无数个小温度计在电机的各个角落测量温度一样。
过了一会儿，结果出来了。
哇塞，我们发现电机的线圈部分温度升得特别快。
这就好比电机的心脏（线圈就像电机的心脏一样重要）在快速发热呢。
为什么会这样呢？原来啊，我们发现是因为电机在这种高负载的情况下，线圈里的电流很大，电流就像调皮的小精灵，在里面跑来跑去的时候就会产生很多热量。
而且呢，线圈周围的散热条件不是很好，就像把一个小火炉放在一个小角落里，热量散不出去。
那怎么办呢？这就像医生给病人开药方一样，我们得想办法给电机降温。
我们提出了几个方案。
电机散热仿真分析
电机散热仿真分析郭军朝;夏青松;史建鹏;章国光【摘要】以自主开发某款电机的散热为研究对象,运用流体仿真技术对电机的冷却水套设计方案进行了流阻和某断面的速度分析,并比较了方案的不同.运用数值传热技术对冷却液的温升进行了分析,并对电机的前后端盖、壳体以及定子进行了热态温度场分析研究.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P44-47)【关键词】损耗;流阻;温升;对流换热系数【作者】郭军朝;夏青松;史建鹏;章国光【作者单位】东风汽车公司技术中心,武汉430058;东风汽车公司技术中心,武汉430058;东风汽车公司技术中心,武汉430058;东风汽车公司技术中心,武汉430058【正文语种】中文【中图分类】TM301.4+1电机的温升是衡量电机性能的重要指标之一。
为了降低电机的温升，主要从电机的电磁设计及其冷却系统设计方面进行改进。
如果电机的电磁设计、结构设计与通风、热计算相互配合，则可以提高电机的性能。
电机在能量转化过程中会不可避免地产生损耗，如铁心损耗、定子绕组的铜耗和机械损耗等，这些损耗会导致电机温度升高。
电机温度过高会破坏电机绝缘材料和稀土永磁材料，使电机负载能力减弱，润滑脂寿命下降，电机无法正常工作甚至烧毁。
因此，对电机的冷却，尤其是新能源汽车驱动电机的充分冷却是电机开发过程中所必需考虑的问题。
本论文从流体和传热技术的角度出发，分析和比较了自主开发电机的冷却设计方案，并对低流阻的设计方案开展了电机的散热分析。
1 电机生热基本理论电机的损耗是求解冷却水温升不可缺少的参数，其值的大小与电机各部分的损耗有关系。
影响电机发热的损耗通常有铜耗、铁耗及杂散损耗，其中铜耗和铁耗均可以通过运用电磁软件ANSOF计算得到。
1.1铜耗铜耗是由运行时的电流通过定子绕组的电阻产生的损耗，感应电机转子的铜耗是在端环和导条上流过电流时的损耗。
铜耗的表达式如下：式中：ρ0为材料在温度T0时的电阻系数；T为温度，β为温度系数，J为电流密度。
基于SolidWorks的电机控制器水冷散热器热分析
耗。
IGBT导通损耗的计算公式如下。
（1）设计要求，电机控制器所要求的峰值输考虑到电流要增加一点裕度，故设定I CP=500CE(sat)=1.5 V。
由于占空比不断在变化，取经验值=600 W。
（2）开关损耗。
开关损耗是指由IGBT在控制极收到控制信号时，对电路进行开关操作所产生的能量损耗。
由于每一次开关操作都会产生损耗，所以随着IGBT开关的频率提高，开关损耗会越来越大。
得到开关损耗最精确的方法是测量在开关过程中图1 IGBT导通电流与压降关系曲线=500 A，从上图可得：E (on)=42 mJ，E (off =15 kHz，P sw_I=1 755 W。
1.2 续流二极管导通损耗和开关损耗（1）导通损耗。
二极管的导通损耗与IGBT类似，计算公式如下。
F(sat)×I cp ×D F (4)为续流二极管压降，D F 为二极管占空比因子，极管导通损耗。
FF900R12IE4型号的续流二极管压降与电流关系如图3所示。
图2 IGBT开通和关断损耗与电流关系曲线图4 续流二极管反向恢复损耗与电流关系图3 续流二极管压降与电流关系曲线由图可得E rec =58 mJ。
故P sw_F=870 W。
1.3 IGBT控制单元总损耗IGBT控制单元的总损耗为IGBT芯片和续流二极管的导通损耗与开关损耗之和，故总损耗P t 可由下公式（6）求得。
+P sw_I+P sat_F +P sw_F (6）估算出的总损耗P t =3 365 W。
2 散热器的设计1 散热器材料的选择散热器材料的选择要从多方面来考虑，不仅要有良好的机械强度和加工工艺性，还应具有抗腐蚀性与优良的热传导性，更要考虑表2 平直肋片尺寸参考值散热功率与基板厚度之间的计算公式如下[4]。
t =7×log P 总-6 （7）其中t 为基板的厚度，单位为mm；P 总为IGBT控制单元的热损耗，单位为kW。
计算可得基板的厚度为18.6 mm，这里计算的基板厚度还包括了IGBT控制单元中PCB板与其焊层，以及铝基板的图5 平直肋片式意图图6 肋片的尺寸符号参数值T/mm 2～44～66～88～10≥10t/mm 1.0 1.5 2.0 2.0 2.5h/mm≥6≥8≥8≥10≥10图7 散热器模型图8 散热器流动示意图3 散热器热仿真分析本文选用SolidWorks中的Flow Simulation模块流体分析工具进图9 模型设置3.3 网格的划分在Flow Simulation中，网格的划分有2种形式，分别为自动的网格划分和手工的网格划分。
maxwell电机仿真实例
maxwell电机仿真实例Maxwell电机仿真是一种用于模拟电机工作原理和性能的工程技术。
通过仿真，可以分析电机的电磁场分布、热特性、结构强度和振动噪声等关键特性。
在设计阶段和优化阶段，仿真可以帮助工程师快速评估各种设计方案，节省时间和成本。
本文将介绍Maxwell电机仿真的基本原理、建模方法和实例分析。
一、Maxwell电机仿真的基本原理Maxwell电机仿真的基本原理是通过有限元分析（FEA）方法来求解电机的电磁场分布和电磁力，以及通过热分析来评估电机的温升和散热性能。
在仿真过程中，需要建立电机的三维结构模型，并定义电机的电磁特性和材料性质，然后对电机在不同工况下进行分析。
1.电机的三维结构建模在进行Maxwell电机仿真之前，首先需要建立电机的三维结构模型。
电机的结构模型可以通过CAD软件进行建模，然后导入到Maxwell 仿真软件中进行后续分析。
在建立结构模型时，需要考虑电机的整体结构、定子和转子的结构细节，以及绕组、铁芯和气隙等部件的几何形状和材料性质。
2.定义电机的电磁特性和材料性质在建立电机的结构模型之后，需要定义电机的电磁特性和材料性质。
电机的电磁特性包括磁场分布、电磁力和电感等参数，而材料性质包括铁芯的磁导率、绕组的电阻和绝缘层的介电常数等。
这些参数对于电机的工作性能和效率具有重要影响，需要在仿真中进行准确的定义和分析。
3.进行电磁场分析在完成结构建模和定义电磁特性之后，可以对电机进行电磁场分析。
通过有限元分析方法，可以求解电机的磁场分布、磁场密度、磁力线和磁场能量等参数，从而评估电机的电磁性能和效率。
4.进行热分析除了电磁场分析外，还需要对电机的热特性进行仿真分析。
通过热传导和热对流分析，可以评估电机在不同工况下的温升和散热性能，从而确保电机在长时间运行时不会因为过热而损坏。
5.综合分析和后处理最后，需要对电机的电磁场分析和热分析结果进行综合分析和后处理。
通过对电机的各项性能指标进行评估和比较，可以找出电机的优化方案，并对电机的结构和材料进行改进，从而提高电机的性能和效率。
电动机风冷散热器热力学数值仿真研究
维普资讯
第 ４期
傅彩明： 电动机风冷散热器热力学数值仿真研究
步长为 ：
２ 热 平衡 分析
风冷却器设计 的热力过程中 ， 工质吸热和散热
要涉及到比热容和热平衡等工程问题． 因为热量是
过程 的 函数 ， 以 ， 所 只有 确 定 了热力 学 过 程 ， 有与 才
温度和温升等， 是风冷散热器热力学设计的重要 内容． 关键词 ：风冷； 散热器； 热力学； 数值仿真 中图分类号 ： Ｂ３ Ｔ １１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１７ — １Ｘ ２０ ）４ ０ ２ ０ ６ １ １９ （０６ ０ — ０４— ５
０ 引 言
与液体冷却方法相 比， 电动机循环风冷散热器 具有显著的优点 ， 随着材料和风冷技术的进步， 其应
热量为 ４ ．０Ｗ／ ｍ ℃） 电动机的额定 功率 为 １３ （ － ， １０ Ｗ， ４０ｋ 所能提供的循环空气量为 ３９ ｓ ．９ｍ ／ ．
１２ Ｙ Ｋ ３２型 电动机 散 热器 的初 始温 度及 温升 ． Ｋ ６０
条件
仿真计算最低温度为０℃ ， 初始温度分别取 １ ９℃
和２ ℃， ５ 仿真计算的最高温度 １ ℃ ， ０ ０ 空气的摩尔质量 为２． ／ｍ ｌ ８９ ｌ ｋ ｏ， ７ｇ 空气的摩尔容积２．１ ｏ， ℃时空 ２ ／ ｌ ４ｍ ０
11ykk6302型电动机散热器的基本结构参数和散热量总散热功率为70kw散热器共有铝管579根总的有效散热面积为9416m2单位面积的平均散热量为4130wm2?电动机的额定功率为1400kw所能提供的循环空气量为399m3s12ykk6302型电动机散热器的初始温度及温升条件仿真计算最低温度为o初始温度分别取19和25仿真计算的最高温度100空气的摩尔质量为28sr7kghnol空气的摩尔容积勉4l脚l0时空气的平均比压热容1004100时空气的平均比压热容1006仿真的温度范围为o100温度仿真步长取1散热器的允许温升取18
电机散热仿真360
电机散热仿真360高功率密度电机的热量产生原因复杂，包括定子铜耗、定子铁耗、转子铁耗、机械损耗等。
发热过度会导致磁钢局部失磁、铁心局部过热等影响安全性的因素，因此必须进行热仿真分析研究。
通过FloEFD 软件对电机进行热仿真分析，根据仿真结果优化电机结构，提高电机的散热能力，避免局部过热，这对延长电机寿命、提高电机可靠性、减轻冷却系统压力都有重要意义。
永磁同步电机及其驱动组件系统作为高空飞行器的主要动力元件，必须使飞行器在不同温度、气压及风力环境下均能保持良好的驱动控制能力。
以某型号高空飞行器螺旋桨驱动电机为例，将电机与减速器实行一体化设计，以满足电机高功率密度的要求，并且合理地设计电机的外形结构尺寸，确保电机在高空低温低气压的条件下，具有良好的散热能力。
利用Inventor软件进行电机3D建模，其结构1所示，此结构为经FloEFD热仿真软件优化后的电机结构。
本文采用三维热仿真软件FloEFD对电机散热情况进行仿真分析，仿真参数按照电机处于高空环境中的额定运行状态进行设定，通过分析比较仿真结果，对电机外壳散热筋的结构尺寸进行调整，进而不断优化电机组件的散热能力。
电机是由定转子、机壳、端盖等组成的复杂机械装配体，考虑到机械尺寸较小的零部件对电机温度影响较小，在进行热仿真分析时对其进行简化与忽略，以提高仿真分析的效率。
本仿真对电机仿真模型进行了简化处理：忽略螺钉、垫片等零件；忽略倒角、退刀槽等；忽略辐射的影响；对定子绕组与冲片进行了等效处理，将其等效为均质材料。
通过电机电磁计算，该型号高空飞行器驱动电机在额定功率运行时发热量为1600 W，为简化模型，本仿真直接将定子齿设定为发热源，并定义发热量为1600W，对电机进行热仿真分析。
针对高空环境下电机周围实际的气压、温度、风速等环境因素，项目组联合北京航空航天大学特种电机研究中心进行电机实际运行环境的仿真分析，根据对方给出数据，项目组选择6组相对有代表性的环境因素对该电机进行热分析计算，6种环境工况如表1所示。
扁线油冷高速电机电磁结构与热场仿真分析
扁线油冷高速电机电磁结构与热场仿真分析
梁伯聪;蓝永庭;张宜威
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】扁线油冷高速电机是一种高效率、高功率密度和高输出转矩的电机,已成为现代电动汽车行业的重要选择。
然而扁线电机在高速运行时会产生更多的热量,高温会干扰到电机的正常工作。
扁线电机散热的问题成为现代电动汽车的主要研究方向之一。
以车用扁线电机为例,比较了扁线电机与圆线电机的电磁设计方式。
通过对比分析表明,扁线电机在槽满率、空载磁通密度方面有明显提高,有利于提高电机的效率和功率密度。
考虑到扁线电机在高工作频率时损耗较大,发热量高的特点,通过Motor-cad软件对电机进行热场仿真,发现高温部位主要在绕组位置,提高了散热降温的难度。
进一步建立三种散热结构模型,分析不同结构的电机散热效果,发现喷油槽散热结构与空心轴喷油散热结构能够有效降低绕组等核心部件的温度,联合采用两种结构进行散热将获得更为有效降温效果。
此分析结果可为进一步优化电机结构如水冷机壳的水道、喷油嘴的形状以及控制油雾的喷洒范围和出口流速等,降低电机工作温度提供参考。
【总页数】5页(P1-5)
【作者】梁伯聪;蓝永庭;张宜威
【作者单位】柳州五菱柳机动力有限公司;广西科技大学机械与汽车工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TM302
【相关文献】
1.电机电磁线退火温度场仿真分析
2.空压机用高速电机电磁结构设计与仿真分析
3.空压机用高速电机电磁结构设计与仿真分析
4.油冷电机磁热耦合仿真研究
5.油冷式扁线电机油路结构优化设计及温度场计算
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基于JMAG软件的永磁电机仿真分析
基于JMAG软件的永磁电机仿真分析永磁电机是一种利用永磁体产生磁场来驱动旋转的电机，其在电动汽车、风力发电等领域具有重要应用。
为了更好地理解和优化永磁电机的性能，仿真分析成为了一种有效的工具。
JMAG软件是一款专业的电磁场仿真软件，提供了强大的功能和精确的仿真结果，因此被广泛用于永磁电机的仿真分析。
永磁电机的性能和效率受多种因素影响，包括永磁体的材料和形状、电机的结构和线圈布局等。
针对这些因素，利用JMAG软件进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解电机的工作原理和特性，从而优化设计方案。
本文将详细介绍基于JMAG软件的永磁电机仿真分析的方法和步骤，并结合实际案例进行分析和讨论。
进行永磁电机的建模是仿真分析的第一步。
在JMAG软件中，可以通过建立几何模型、定义材料参数和设置边界条件来完成电机的建模。
对于永磁电机而言，永磁体的建模尤为重要，因为永磁体的性能直接影响电机的输出功率和效率。
在建模过程中，还需要考虑电机的结构和线圈布局，以及空气隙和铁心等部件的影响。
一旦完成电机的建模，接下来就是进行电磁场分析。
JMAG软件可以通过有限元方法求解电机内部的磁场分布，包括磁感应强度、磁场密度和磁力线等参数。
通过分析这些参数，可以了解电机内部的磁场分布情况，检查是否存在磁场偏斜、磁场饱和等问题，为进一步优化电机提供参考。
还可以利用JMAG软件进行电机的磁路分析和电磁场热耦合分析。
磁路分析可以评估电机的磁路长度、磁阻和漏磁情况，以及磁路中可能存在的损耗和磁滞等问题。
电磁场热耦合分析则能够评估电机在工作时的温升情况，找出可能存在的热点和温度过高的部位，为电机的散热设计提供依据。
JMAG软件还提供了丰富的后处理功能，可以对仿真结果进行可视化和分析。
可以绘制磁场分布图、磁通密度图、电磁力分布图等，直观地了解电机内部的磁场分布情况。
还可以通过后处理功能进行参数化分析，评估不同设计方案对电机性能的影响，为优化设计方案提供依据。
永磁同步电机散热仿真分析及优化
• 53•永磁同步电机在当前实际生产中属于十分常见的一种类型的电机，并且在生产实践中的应用也越来越广泛，也就必须要保证永磁同步电机的正常运行。
在永磁同步电机运行过程中，为能够使其运行稳定良好，需要对电机散热加强注意，而这需要对永磁同步电机散热进行仿真分析，并且实现进一步优化，从而使永磁同步电机散热问题的处理更加科学合理，为确保永磁同步电机的正常稳定运行提供有效的支持及依据。
在当前永磁同步电机实际运行及应用过程中，为能够使其永磁同步电机运行的有效性及稳定性得到保证，需要对各个方面加强注意及研究，而电机散热就是需要注意的一个关键问题，在电机散热理想的情况下，才能够使其运行得到更好的保证。
基于此，本文主要就是针对永磁同步电机散热仿真进行分析探讨，并且从各个方面入手实现散热仿真分析的优化，使电机散热的研究可以得到更理想的效果，实现永磁同步电机的更好应用。
1 永磁同步电机散热仿真模型构建及改进在永磁同步电机散热仿真模型的构建方面，为能够更方便地实行仿真分析，在计算资源方面降低需求，首先需要注意的一点就是对于电机模型需要实行简化处理，将整体结构中的主要发热源及传热路径保留，在结构热容及散热方式不会发生改变的基础上，将机壳、定子铁芯及绕组等相关主要部件保留，并且将内部流道保留，将对于传热不会产生影响的相关几何特点及有关额外零件忽略，在此基础上进行合理构建。
另外，在仿真模型的构建过程中，为能够使赋值及计算更加方便，对于定子绕组中的铜导线部分，可以将其简化成为一个整体，对于铁芯与绕组，两者之间以绝缘纸填充，将其作为绝缘及导热材料进行应用。
通过实际进行测量得到的结果为绝缘纸的厚度尺寸相比于电机机壳及定子等有关部件尺寸，存在很大差距，这会导致模型网格数量明显增加，导致计算时间有所延长，因而在模型中可以利用等效热阻将绝缘纸代替，以满足实际需求。
此外，对于每个绕组线圈而言，其组成结构中都包含一定铜导线，为能够使模型构建更加便捷，在实际进行模型构建过程中，通常情况下都会将这些铜导线简化为一个整体对待，在此基础上，对于仿真模型中的绕组体热流密度及散热面积而言，相比于实际绕组均比较大。
基于强制风冷的IGBT_用翅片散热器仿真分析与结构优化
边界条件是流体在边界上流动和传热过程中控制方 程满足的条件。在该模型中，滑移壁面的边界条件是假设 壁面无黏性效应，即无边界层扰动影响 ；层流接口中进口 边界条件为风扇入风口，法向流的静压曲线数据见表 2， 温度为 298 K，绝对压力为 101 325 Pa，出口边界条件为 静压为 0 Pa 并抑制回流。对网格进行手动划分，以避免由 物理场控制网格出现结果不收敛的问题，模型求解自由度 为 835 014，包括 324 235 个内部自由度，156 456 个网格
芯片温度分布随散热翅片厚度、翅片数量以及流体域大小等因素变化的规律。结果表明，当翅片厚度为2 mm、
数量为40片且流体域尺寸为637.5mm×483.0mm 时，散热效果最好。
关键词 ：翅片式散热器 ；强制风冷 ；IGBT 模块 ；COMSOL Multiphysics ；有限元仿真
中图分类号 ：TK 172
顶点。
3 原结构散热器温度场分析
通过 COMSOL Multiphysics 软件的后处理功能得到的 逆变器芯片以及散热器的温度分布云图如图 3 所示。由图 3 可知，IGBT 芯片最高温度为 111.0 ℃，散热器背板的最 高温度为 48.8 ℃，而模型最低温度均为 24.9 ℃，即最低 温度分布在散热器翅片末端，芯片与散热器的最大温差为 86.1 ℃，整体温差很大。由图 3（b）可知，由于强制风冷 的作用，因此出风口端的温度明显比入风口端高，风扇对 温度分布的影响十分明显。
电机散热仿真分析
铜 耗是 由运 行时 的 电流 通过 定子绕 组 的 电阻产 生 的损耗 ，感应 电机 转子 的铜耗 是在 端环和 导 条上
流 过 电流 时 的 损 耗 。 铜 耗 的 表 达 式 如 下 ：
电机绝缘 材料 和稀 土永磁 材 料 ，使 电机 负载 能力减 弱， 润 滑脂 寿命 下 降 ， 电机 无 法 正 常工 作 甚至 烧 毁 。 因此 ， 对 电机 的冷却 ， 尤 其是新 能 源汽车驱 动 电机 的 充 分冷 却是 电机开 发过 程 中所 必 需考虑 的 问题 。
ａ ｌ ｌ ｔ ｈｅ ｓ ｅ ＷＯ ｒ ｋ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： ｌ ｏ ｓ ｓ ；ｆ ｌｏ ｗ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ； ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｌ ｉ ｆ ｔ ；ＨＴＣ
电机 的温升 是 衡 量 电机 性 能 的重 要 指标 之 一 。 为 了降低 电机 的温升 ，主 要从 电机 的 电磁 设计 及其 冷却 系统 设计 方面进 行 改进。 如 果 电机 的 电磁 设计 、 结构 设计 与通 风 、 热计 算相 互 配合 ， 则可 以提 高 电机 的性 能 。 电机 在 能 量 转 化 过 程 中会 不 可 避 免 地 产 生 损 耗， 如 铁 心损 耗 、 定 子绕 组 的铜 耗和 机 械 损耗 等 ， 这
ｅ ｓ ｏ ｆ ｊ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｉ ｓ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｏ ｌ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｒ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
电机CAE解决方案
电机CAE 仿真解决方案目前国内对于电机设计的虚拟装配已经基本实现，但虚拟设计以及虚拟实验的应用仍不充分。
电机的虚拟设计与虚拟实验主要包括电磁、结构、散热三个方面。
对于常规的电机设计方法，计算工作量非常大，只能得到各物理场的平均结果而难以获得其分布，且很难考虑各物理场耦合的问题。
本文与大家分享某电机厂对于新开发的某款电机进行的CAE 多物理场分析方法，其中涉及电磁分析、结构分析（强度、振动、噪声等）和散热分析(流体、热)。
通过分析，可以为电机厂商提供电机电磁、结构、噪声、流场和温度等一系列参数的分布情况，使开发人员能够有针对性的进行改善，从而大大缩短研发周期，降低研发成本。
本项目分析流程如图1所示：图1 电机CAE 多物理场分析流程一、 电磁分析以电机的实际结构建立磁场有限元模型，基于电磁——热双向耦合建立轴向通风各部件的电磁场数学模型和热传导方程，通过电磁——热双向迭代计算得到磁密分布、电磁力等结果。
某电机的气隙磁场磁力线分布如图2所示。
噪声分析 噪声分布电磁分析 磁密分布 动态磁场效应 电磁力、力矩 涡流分析损耗热分析温度分布流体分析流量分配 结构分析应力及应变振动疲劳寿命电磁损耗电磁力定转子温度 电磁损耗对流换热 温度 电磁力-时频转换 振动响应图2 某电机的气隙磁场磁力线分布二、结构分析1.应力及应变分析通过电磁——结构以及热——结构的耦合，对电机进行了整机结构分析（包括整机强度分析、定子与机座配合计算、吊环强度分析等）、整机模态分析和滑环强度分析。
通过分析可以获得电机的应力及应变分布，从而验证电机强度是否满足设计要求。
图3 某电机三阶模态振型2.振动分析通过电磁分析得到定子齿部节点的径向及切向电磁力，映射处理至电机结构的网格模型中，进行振动分析。
通过分析可以获得电机的振动分布，并确认是否满足设计要求。
图4 某电机振动位移云图3. 噪声分析电机产生的三类噪声及主要声源如下图所示，本项目对电磁噪声和气动噪声进行了仿真，验证了电机噪声是否满足设计要求。
ANSYS CFD 电机温度场仿真分析流程
ANSYS CFD电机温度场仿真分析流程1前言电机是一种实现机电能量转换的电磁装置。
从19世纪末期起，电机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机。
电机在运行时将产生各种损耗，这些损耗转变成热量，使电机各部件发热，温度升高。
电机中的某些部件，特别是电机的绝缘，只能在一定的温度限值内才能可靠工作。
为维持电机的合理寿命，需要采取适当的措施将电机中的热量散发出去，使其在允许的温度限值内运行。
电机冷却的目的就是根据不同类型的电机选择一种合理的冷却方式，保证在额定运行状态下，电机各部分温度不超过国家标准允许的限值。
电机的冷却方式，主要是指对电机散热采用什么冷却介质和相应的流动途径。
改进电机的冷却技术，对提高电机的利用系数和效率及增加可靠性和寿命，特别对提高大型电机的单机容量，都具有重要的意义。
为了找到最佳的电机冷却方式，需要对电机在工作过程中的核心流动问题进行CFD仿真分析。
电机的CFD仿真分析的核心问题即是电机散热系统分析，涉及通风系统、通风部件、换热部件的设计优化问题以及电机核心部件的温升（起动时及额定工况）等问题。
2技术路线电机的稳态温度场仿真的分析流程如下图所示。
3实施过程以一个基于FLUENT的异步电机的稳态温度场分析为例进行说明。
3.1几何处理电机的温度场仿真既涉及到空气的流动，也涉及到热量在绕组和其他结构件之间的传递，属于流-固共轭换热的范畴，因此仿真计算域中既包含流体域，也包含固体域。
由于流体域和固体域两者是互补的关系，所以在抽取流体域之前，需要先对固体域做处理。
电机模型较为复杂，细节特征较多，而流场仿真分析对网格质量的要求较高，因此在保证计算精度的前提下，需要先对实际电机物理模型做一些合理的简化从而尽可能缩小计算的规模。
简化对象的选取是根据具体结构对温度场计算的影响程度来决定：如果局部的细节特征对温度场计算的影响和主要因素相比可以忽略不计，那么这些细节就可以去除；如果考察的对象是局部的细节特征，则需要建立局部细化模型，从而考虑具体的细节特征。
基于自然冷却与强制风冷的永磁同步电机散热仿真试验
内燃机与配件0引言电机的定额通常从机械和热两方面的考虑来确定[1]。
例如，绕组最大电流一般由绝缘材料不被损坏，或者其寿命不被过度缩短的前提下所能承受的最高温度来决定，即损耗引起的电机发热温升最终决定在不过度损坏电机绝缘的前提下，所能得到的最大功率输出[2]。
此外，由于绝缘材料的退化同时受时间和温度这两个因素的影响，电机温升过高会加速电机绝缘材料老化，缩短使用寿命，同时温升过高会使绕组电阻增大，使电机效率下降，而电机效率下降将进一步导致发热量增加，从而再次推高温度上升。
因此，电机的定额、效率和寿命均与其工作温度密切相关。
定子绕组和定子铁芯是伺服电机的主要发热部件，定子铁芯安装在机壳内壁，通过与机壳的接触将热量导出到机壳，机壳与空气接触进行自然冷却散热。
为了提高电机材料的利用率，高功率密度电机均采用较高的电磁负荷，从而使电机运行时单位体积的损耗明显增加，使电机各部件的温度升高[3]。
随着电机功率密度的增大，电机的散热问题成为制约电机发挥性能的重要因素。
本文以1台1.9kW 交流永磁同步电机为例，通过有限元方法模拟不同冷却方式下电机整机温度分布，并在对拖测试平台上进行电机温升试验。
1有限元模型建立图1为1.9kW 永磁同步电机在自然风冷和强制风冷这两种冷却方式下的物理模型图，为了方便进行有限元分析以及提高计算效率，需要对主轴系统的三维模型进行简化假设和相应前处理。
将电机前后端盖上的轴承简化为相同直径大小的圆环套筒。
忽略倒角、圆角、通孔、螺纹孔和接线柱等比较难捕捉的特征结构。
转轴和端盖间微小间隙，影响全局网格质量和数量，设置成贴合。
编码器结构复杂，质量和比热容不大，且为空心结构，远离绕组发热源，对全局温升影响较小，因此对其模型进行省略简化。
铁芯由硅钢片叠压制成，硅钢片之间有绝缘层和微小气隙，将———————————————————————作者简介:杨帆（1996-），男，湖南娄底人，硕士在读，研究方向为电机热控设计与仿真分析。
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2010-4-7 ‹#›
Content
• Motor Basic
2010-4-7 ‹#›
Motors for Automotive 汽车用电机
01. Headlight Retractor Motor 02. Water Pump Motor 03. Front Windshield Wiper Motor 04. Rear Windshield Wiper Motor 05. Winshield Washer Motor 06. Headlight Washer Pump Motor 07. Door Lock Actuator Motor 08. Power Antenna Motor 09. Window Lift Motor 10. Seat Motor 11. Door-Mirror Motor
•Motor Efficiency: • Brush Type 55% to 75% • •Fan Efficiency: • Axial Flow 30% to 55 % • •Overall Efficiency: • Fan Module 25% to 40%
2010-4-7
电机调速一： 电机调速一： Motors with Resistors
Q m3/h
结论： 不能单独的选择风扇总成， 结论： 不能单独的选择风扇总成，在确定水箱与风扇性能要求前必须进行 风扇与水箱的匹配，匹配的结果会极大地影响冷却模块的效率。 风扇与水箱的匹配，匹配的结果会极大地影响冷却模块的效率。
2010-4-7 ‹#›
风扇的选择
根据数据库中各类风扇的特性，选择满足几何条件的合适的风扇； 选择其工作转速， 根据数据库中各类风扇的特性，选择满足几何条件的合适的风扇； 选择其工作转速，如本例中转速约为 2800rpm的单风扇，相应的风机的噪声根据表中数据可以预测为 分贝左右。 的单风扇， 分贝左右。 的单风扇 相应的风机的噪声根据表中数据可以预测为78分贝左右
A
+
B
Switching Sequence
Low Speed High Speed A ON OFF B OFF ON
AMPS/SPEED
TORQUE FAN CURVE CURRENT HIGH SPEED LOW SPEED
2010-4-7 ‹#›
电机调速二： 电机调速二：Pulse Width Modulation (PWM)
Content
• Motor Basic • CFM Basic
2010-4-7 ‹#›
Function of Engine Cooling Module
发动机冷却风扇的功用
用于发动机的冷却系统和空调系统等的水箱, 冷凝器等的风冷散热.
2010-4-7 ‹#›
Structure of Engine Cooling Module发动机冷却风扇基本结构
TS
输入功率
T
Pin = U * I (Watts) 根据上面简化图，电路平衡公式： U = I*Ra + Eg 其中： U I Ra Eg Voltage Current Resistance. Counter EMF 电压 电流 电枢内阻 反电势 • 其中: S speed (rpm); T •Efficiency 效率
2010-4-7 ‹#›
•
其中 U
输入电压; I
电流
•由于摩擦阻力,风阻,磁阻和内电阻的损耗I2R, 电 机的输出功率小于输入功率: •Output power (shaft power) 输出(轴)功率 Ps = 2 * π *S / 60 * T (Watts) torque (Nm)
η= Ps/ Pin= 2 * π *S / 60 * T /(U * I )
估算110KW 柴油发动机的冷却风扇模块的主要性能参数 例 ：估算
发动机功率 类型，型式 散热量 要求
发动机冷却模块校核
发动机功率 Ne KW 发动机类型 是否有增压
发动机部分 散热功率系数 0.5--0.75 发动机工作点 系数0.5--0.75 散热功率 KW 散热功率 k Kal/h 柴油机 No
车用冷却风扇基础
夏 斐 2010
2010-4-7 ‹#›
Content
• Motor Basic 电机基础 • CFM Basic 冷却风扇基础 • Design of CFM system 冷却模块的设计校核 • Technic trend of CFM 冷却风扇的发展趋势 • Question and Answer 问题讨论
2010-4-7 ‹#›
水箱风机匹配
散热系统的匹配
水箱和电 子风扇匹 配 电机和 风扇匹 配
P Pa
Step 2: 匹配合适的风扇总成
• 风扇 与风扇 相比，风扇 的最大 风扇1与风扇 相比，风扇1 与风扇2相比 效率高于风扇2 最大工作效率； 效率高于风扇 最大工作效率；
500 480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
2010-4-7 ‹#›
2010-4-7 ‹#›
直流永磁电动机基本结构
转子／电枢
定子 绕组
端盖
电刷组件
绕组电刷
电刷弹簧
刷盒
电刷引线
磁瓦 轴承 机壳
2010-4-7 ‹#›
Motor Equation
Байду номын сангаас
电机基本公式
n, I, η
Snlt
+
Snl
I ra U Eg
IS T,S
-
I0
Til •Input power
Input
+
• Advantages / Disadvantages (+/-)
• + Target speed/multiple speeds • + Efficient High Speed, Moderate Efficiency Low Speed • + Can be added to existing motor • + Can eliminate motor relays • - Requires control signal • - Added component • - Cost of Electronics • - EMC concerns (due to switching)
风冷散热量 k Kal/h
结果验证
方案可行
0
0
500
1000 1500 2000
2500 3000 3500
4000 4500
Q m3/h
提示：不要认为现成的，装的上就行，就是节省！ 提示：不要认为现成的，装的上就行，就是节省！ 水箱1输出 输出2700立方 小时的风量所需的空气功率为 2700/3600*220=165 Wa 立方/小时的风量所需的空气功率为 水箱 输出 立方 小时的风量所需的空气功率为: 水箱2所需的功率为 水箱 所需的功率为 2700/3600*150=112.5Wa 由此可见水箱1需要的风功率相对水箱 增加了52.5W（47%）， 折算到冷却风扇电机的输入功率， 由此可见水箱 需要的风功率相对水箱2 增加了 需要的风功率相对水箱 （ ）， 折算到冷却风扇电机的输入功率， 增加了约175W。 估算增加了 增加了约 。 估算增加了CO2排放 约4g/100Km! 排放
Flapper door 风门 SHROUD 护风圈
MOTOR
电机
FAN 风扇
• 按照电机数量分为: 单风扇和双风扇的冷却风扇总成 • 按照装配位置分为: 吹风式和吸风式; • 按照电机调速方式可以分为: 串电阻调速,串联调速和PWM控制调速
2010-4-7 ‹#›
电子风扇基本特性曲线
—— 静压 流量曲线 静压—流量曲线 Ｑ～Ｐ —效率曲线 η＝空气功率／输入功率 效率曲线 ＝空气功率／ —转速曲线 n 转速曲线 —功率曲线 功率曲线 输入功率 Ｗ —电流曲线 电流曲线 电流消耗
12. Telescopic Steering Motor 13. Tilt Steering Motor 14. Sunroof Motor 15. Power Curtain Motor 16. Engine Cooling Motor 17. Seat Motor for Side Support 18. Seat Motor for Lumbar Support 19. Blower Motor 20. Condenser Cooling Fan Motor 21. Servo Motor for Air Conditioner 22. Motor for In-Car-Sensor
空气功率的计算： 空气功率的计算： Pf = Q * Ps 其中 Pf 空气／风扇功率 (Watts) Q 空气流量 (m3/sec) Ps 静压 (Pascal) • 有用的２条规律： • 冷却风扇＂堵＂的越利害（风阻大）时，流量越是小，功耗越是大，转速越是低。因此减 冷却风扇＂ 的越利害（风阻大） 流量越是小，功耗越是大，转速越是低。 小一切可能的风阻是设计高效冷却系统必须时刻考虑的要素； 小一切可能的风阻是设计高效冷却系统必须时刻考虑的要素； • 风扇的最高效率点在最大流量的 风扇的最高效率点在最大流量的0.55~0.70附近时，可以使保证系统效率最大化； 附近时，可以使保证系统效率最大化； 附近时
• 电机风扇试验 • 冷却模块试验 • 发动机匹配试验
•
初步设计定型
• 散热量Qw Qw=k*Ne*0.65
• 初选电机参数 • 初选风扇参数 功率，流量，风阻 几何尺寸等