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机械设计与制造2025年第12期:永磁同步电机温度场分析及非光滑水道优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:高伟;吴永兴;邓召文;王保华;

单位:湖北汽车工业学院汽车工程学院;南京航空航天大学能源与动力学院;

摘要:为了提高电机散热性能,这里以45kW电动汽车永磁同步电机为研究对象,利用Ansys Maxwell软件建立了电机电磁场模型,得出额定工况下电机的各项损耗值;基于Ansys Workbench平台,运用磁热流多物理场耦合方法,获得电机在额定工况下各部件温升值;依据仿生非光滑表面减阻理论设计了新型非光滑水道结构,以非光滑结构参数和冷却液入口流速为因素进行正交试验设计。根据正交试验结果建立了代理模型,并运用遗传算法对电机水道进行了多目标优化。结果表明:凹坑直径和入口冷却液流速对电机温度、质量和压力损失影响最大,而相邻凹坑的间距和深度对其影响较小;优化后电机最高温度、质量和冷却水道压力损失分别降低了14.6%、2.7%和10.7%,优化后的非光滑水道结构显著改善了电机的散热性能。

关键词:永磁同步电机;;磁热流耦合;;多物理场;;正交试验;;遗传算法;;多目标优化

基金资助:国家自然科学基金项目(52072116);; 湖北省重点研发计划项目(2020BAB141);; 湖北省教育厅科研项目(B2021143,B2021144)