飞行器电推进用模块化定子永磁同步电机研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anqir621
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当前航空领域正逐渐向着电气化发展,用高效环保的电推进系统代替传统的燃气轮机推进系统是当前航空领域的重点话题。研究新型飞行器电推进电机有利于拓宽飞行器电推进电机的结构选择,加快航空领域产品的电气化进程。本文为提高飞行器电推进驱动系统的性能,对具有高容错性和高功率密度潜力的模块化定子永磁同步电机在电磁和温升等方面进行研究。首先,确定了飞行器电推进电机的基本尺寸结构,提出了定子模块化的约束和方法,对比了模块化定子电机和一体式定子电机的电磁性能,分析了模块化定子永磁同步电机的损耗和效率。其次,为了分析模块化定子电机电枢磁动势空间谐波分布特点并解释模块化定子电机永磁体涡流损耗下降的原因,提出了模块化定子的等效槽模型。根据等效槽模型计算了模块化定子电机的电枢磁动势分布,分析了电枢磁动势空间谐波的变化。又根据等效槽模型计算了模块化定子电机的等效电流片分布,分析了考虑槽谐波后电枢磁动势空间谐波分布的变化规律。利用谐波分离的方法分析了各次谐波产生涡流损耗的变化,分析了模块化定子电机永磁体涡流损耗下降的原因。之后,为了研究模块化定子电机在径向散热方式下的散热特点,利用等效热路法分析了模块化定子永磁同步电机在径向散热冷却方式下的散热规律。对比了不同冷却水道的结构方案,并根据模块化定子电机的结构特点计算了各传导热阻。分析了径向水冷方式下模块化定子电机温升随定子模块间隙宽度的关系,分析了定子模块间填充材料对电机温升的影响。最后,为了研究模块化定子电机在轴向散热方式下的散热特点,利用计算流体动力学(CFD)软件对比了不同轴向风冷方式下模块化定子电机的温度场分布,确定了合适的轴向风冷冷却方案。对比了定子模块化前后电机的温度场分布和气流轨迹差异,分析了轴向风冷方案应用于模块化定子电机的优势。
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