Ua tsaug rau koj tuaj xyuas Nature.com.Koj siv lub browser version nrog kev txhawb nqa CSS tsawg.Rau qhov kev paub zoo tshaj plaws, peb xav kom koj siv qhov browser tshiab (lossis lov tes taw Compatibility Hom hauv Internet Explorer).Nyob rau lub sijhawm no, txhawm rau ua kom muaj kev txhawb nqa tsis tu ncua, peb tab tom qhia lub vev xaib tsis muaj qauv thiab JavaScript.
Vim yog cov nqi khiav lag luam thiab kev ua haujlwm ntev ntawm lub cav, lub cav kom zoo thermal tswj lub tswv yim tseem ceeb heev.Kab lus no tau tsim ib lub tswv yim tswj kev thermal rau induction motors los muab kev ua haujlwm zoo dua thiab txhim kho kev ua haujlwm.Tsis tas li ntawd, kev tshuaj xyuas dav dav ntawm cov ntaub ntawv ntawm cov txheej txheem cua txias tau ua tiav.Raws li qhov tshwm sim tseem ceeb, kev suav thermal ntawm lub tshuab hluav taws xob siab-tso cua txias asynchronous tau muab, coj mus rau hauv tus account qhov teeb meem paub txog kev faib hluav taws xob.Tsis tas li ntawd, txoj kev tshawb no qhia txog kev sib koom ua ke nrog ob lossis ntau lub tswv yim txias kom tau raws li qhov xav tau tam sim no.Kev tshawb fawb txog tus lej ntawm tus qauv ntawm 100 kW cua txias asynchronous lub cev muaj zog thiab kev txhim kho thermal tswj tus qauv ntawm tib lub cev muaj zog, qhov kev ua tau zoo ntawm lub cev muaj zog tau ua tiav los ntawm kev sib xyaw ua ke ntawm cua txias thiab kev sib xyaw dej txias, ua tau.Ib qho kev sib xyaw ua ke cua txias thiab dej txias tau kawm siv SolidWorks 2017 thiab ANSYS Fluent 2021 versions.Peb cov dej sib txawv (5 L / min, 10 L / min, thiab 15 L / min) tau txheeb xyuas tawm tsam cov pa cua txias induction motors thiab txheeb xyuas siv cov ntaub ntawv luam tawm.Kev soj ntsuam qhia tau hais tias rau cov nqi sib txawv (5 L / min, 10 L / min thiab 15 L / min feem) peb tau txais qhov ntsuas kub ntawm 2.94%, 4.79% thiab 7.69%.Yog li, cov txiaj ntsig tau pom tias lub tshuab hluav taws xob induction tuaj yeem txo qhov kub thiab txias piv rau lub tshuab cua txias induction.
Lub tshuab hluav taws xob yog ib qho tseem ceeb ntawm kev tsim kho engineering niaj hnub.Fais motors yog siv nyob rau hauv txhua yam ntawm cov khoom siv hauv tsev mus rau tsheb, nrog rau kev lag luam tsheb thiab aerospace.Nyob rau hauv xyoo tas los no, qhov nrov ntawm induction motors (AM) tau nce vim lawv qhov pib torque siab, tswj kev ceev thiab nruab nrab muaj peev xwm tshaj (Fig. 1).Induction motors tsis tsuas yog ua rau koj lub teeb ci ntsa iab, lawv lub zog feem ntau ntawm cov khoom siv hauv koj lub tsev, los ntawm koj tus txhuam hniav mus rau koj Tesla.Mechanical zog nyob rau hauv IM yog tsim los ntawm kev sib cuag ntawm magnetic teb ntawm stator thiab rotor windings.Tsis tas li ntawd, IM yog ib qho kev xaiv siv tau vim muaj cov khoom siv tsawg ntawm cov hlau tsis tshua muaj hauv ntiaj teb.Txawm li cas los xij, qhov tsis zoo ntawm ADs yog tias lawv lub neej thiab kev ua haujlwm tau zoo heev rau qhov kub thiab txias.Induction motors siv li ntawm 40% ntawm lub ntiaj teb hluav taws xob, uas yuav tsum ua rau peb xav tias kev tswj hwm lub zog siv ntawm cov tshuab no yog qhov tseem ceeb.
Qhov sib npaug Arrhenius hais tias rau txhua txhua 10 ° C nce hauv kev khiav hauj lwm kub, lub neej ntawm tag nrho lub cav yog halved.Yog li ntawd, txhawm rau ua kom muaj kev ntseeg siab thiab ua kom cov khoom tsim tau ntawm lub tshuab, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum tau ua tib zoo saib xyuas cov thermal tswj ntawm cov ntshav siab.Yav dhau los, thermal tsom xam tau raug tsis saib xyuas thiab cov neeg tsim lub cev muaj zog tau txiav txim siab qhov teeb meem tsuas yog nyob rau ntawm qhov chaw ib puag ncig, raws li kev tsim qauv lossis lwm yam kev hloov pauv xws li winding tam sim no ntom ntom, thiab lwm yam. Cov txheej txheem no ua rau kev siv cov kev nyab xeeb loj rau qhov phem tshaj plaws- rooj plaub cua kub tej yam kev mob, uas ua rau ib tug nce nyob rau hauv lub tshuab loj thiab yog li ntawd tus nqi nce.
Muaj ob hom kev tsom xam thermal: lumped circuit analysis thiab lej txoj kev.Lub ntsiab kom zoo dua ntawm cov txheej txheem analytical yog lub peev xwm los ua kev xam sai thiab raug.Txawm li cas los xij, kev siv zog ntau yuav tsum tau ua kom txhais cov circuits nrog qhov tseeb txaus los simulate thermal paths.Ntawm qhov tod tes, cov txheej txheem cov lej tau kwv yees muab faib ua cov kua dej sib xyaw ua ke (CFD) thiab cov qauv thermal tsom xam (STA), ob qho tib si siv cov ntsiab lus txheeb xyuas (FEA).Qhov zoo ntawm kev txheeb xyuas tus lej yog tias nws tso cai rau koj los ua qauv geometry ntawm lub cuab yeej.Txawm li cas los xij, kev teeb tsa thiab kev suav yuav qee zaum nyuaj.Cov kab lus tshawb fawb tau tham hauv qab no yog xaiv cov piv txwv ntawm thermal thiab electromagnetic tsom xam ntawm ntau yam niaj hnub induction motors.Cov kab lus no tau ua rau cov neeg sau ntawv kawm txog cov xwm txheej thermal hauv asynchronous motors thiab cov hau kev rau lawv cov cua txias.
Pil-Wan Han1 tau koom nrog hauv thermal thiab electromagnetic tsom xam ntawm MI.Lub lumped circuit analysis txoj kev yog siv rau thermal tsom xam, thiab lub sij hawm sib txawv magnetic finite element method yog siv rau electromagnetic tsom xam.Txhawm rau kom muab kev tiv thaiv thermal overload zoo nyob rau hauv txhua daim ntawv thov kev lag luam, qhov ntsuas kub ntawm stator winding yuav tsum tau kwv yees kom ntseeg tau.Ahmed et al.2 tau thov kom muaj kev txiav txim siab dua cov qauv hluav taws xob raws li qhov sib sib zog nqus thermal thiab thermodynamic kev txiav txim siab.Txoj kev txhim kho ntawm cov qauv thermal qauv rau kev lag luam thermal tiv thaiv lub hom phiaj tau txais txiaj ntsig los ntawm kev txheeb xyuas kev daws teeb meem thiab kev txiav txim siab ntawm thermal tsis.
Nair et al.3 tau siv ib qho kev soj ntsuam ua ke ntawm 39 kW IM thiab 3D tus lej thermal tsom xam los kwv yees cov thermal faib hauv lub tshuab hluav taws xob.Ying et al.4 soj ntsuam cov kiv cua-txias tag nrho ntim (TEFC) IMs nrog 3D qhov ntsuas kub.Moon et al.5 tau kawm txog cov khoom cua sov ntawm IM TEFC siv CFD.LPTN lub cev hloov pauv qauv tau muab los ntawm Todd li al.6.Cov ntaub ntawv ntsuas kub yog siv nrog rau cov ntsuas kub tau muab los ntawm cov qauv LPTN.Peter et al.7 tau siv CFD los kawm txog cov huab cua uas cuam tshuam rau kev coj tus cwj pwm ntawm cov hluav taws xob hluav taws xob.
Cabral et al8 tau npaj ib qho yooj yim IM thermal qauv nyob rau hauv uas lub tshuab kub tau txais los ntawm kev siv lub tog raj kheej kub diffusion sib npaug.Nategh et al.9 tau kawm txog tus kheej-ventilated traction lub cev muaj zog siv CFD los ntsuas qhov tseeb ntawm cov khoom zoo.Yog li, kev tshawb fawb txog zauv thiab kev sim tuaj yeem siv los simulate thermal tsom xam ntawm induction motors, saib daim duab.2.
Yinye et al.10 tau npaj ib qho kev tsim los txhim kho kev tswj xyuas thermal los ntawm kev siv cov khoom siv thermal ntawm cov khoom siv thiab cov khoom siv feem ntau ntawm lub tshuab poob.Marco et al.11 tau nthuav tawm cov txheej txheem rau kev tsim cov tshuab cua txias thiab lub tsho dej rau cov khoom siv tshuab siv CFD thiab LPTN qauv.Yaohui et al.12 muab ntau yam kev qhia rau xaiv txoj kev ua kom txias thiab ntsuas kev ua tau zoo thaum ntxov ntawm cov txheej txheem tsim.Nell et al.13 tau thov kom siv cov qauv rau kev sib txuas ntawm electromagnetic-thermal simulation rau ntau yam ntawm qhov tseem ceeb, theem ntawm kev nthuav dav thiab kev suav lub zog rau ib qho teeb meem multiphysics.Jean et al.14 thiab Kim et al.15 tau kawm txog qhov kub thiab txias ntawm lub tshuab cua txias induction siv 3D txuas nrog FEM teb.Xam cov ntaub ntawv tawm tswv yim siv 3D eddy tam sim no tsom xam los nrhiav Joule poob thiab siv lawv rau kev ntsuas thermal.
Michel li al.16 piv cov pa centrifugal txias kiv cua nrog axial kiv cua ntawm ntau yam tsim los ntawm simulations thiab thwmsim.Ib qho ntawm cov qauv tsim no tau ua tiav me me tab sis tseem ceeb txhim kho hauv kev ua haujlwm ntawm lub cav thaum tswj qhov kub thiab txias.
Lu et al.17 siv qhov sib npaug sib nqus Circuit Court txoj kev ua ke nrog Boglietti qauv los kwv yees hlau poob ntawm lub ncej ntawm lub induction lub cev muaj zog.Cov kws sau ntawv xav tias qhov kev faib tawm ntawm qhov sib nqus flux ceev hauv txhua ntu hauv lub tshuab spindle yog qhov sib xws.Lawv piv lawv txoj kev nrog cov txiaj ntsig ntawm kev txheeb xyuas qhov tseeb thiab cov qauv kev sim.Txoj kev no tuaj yeem siv rau kev tsom xam ntawm MI, tab sis nws qhov tseeb yog txwv.
18 nthuav qhia ntau txoj hauv kev rau kev tshuaj xyuas cov electromagnetic teb ntawm linear induction motors.Ntawm lawv, cov txheej txheem rau kev kwv yees cov hluav taws xob poob hauv reactive rails thiab cov txheej txheem rau kev kwv yees qhov kub siab ntawm traction linear induction motors tau piav qhia.Cov txheej txheem no tuaj yeem siv los txhim kho lub zog hloov pauv kev ua haujlwm ntawm linear induction motors.
Zabdur et al.19 tau tshawb xyuas qhov kev ua tau zoo ntawm cov tsho txias uas siv cov lej peb-dimensional.Lub tsho txias txias siv dej ua lub hauv paus tseem ceeb ntawm cov dej txias rau peb-theem IM, uas yog qhov tseem ceeb rau lub zog thiab qhov kub siab tshaj plaws uas yuav tsum tau siv rau kev siv.Rippel et al.20 tau patented ib txoj hauv kev tshiab rau cov kua txias txias hu ua transverse laminated txias, nyob rau hauv uas cov tub yees ntws transversely los ntawm cov cheeb tsam nqaim tsim los ntawm qhov sib nqus lamination.Deriszade et al.21 tau sim tshawb xyuas qhov txias ntawm traction motors hauv kev lag luam tsheb siv cov khoom sib xyaw ntawm ethylene glycol thiab dej.Ntsuam xyuas qhov ua tau zoo ntawm ntau qhov sib tov nrog CFD thiab 3D turbulent kua tsom xam.Ib txoj kev tshawb fawb simulation los ntawm Boopathi li al.22 tau qhia tias qhov kub thiab txias rau cov tshuab cua txias (17-124 ° C) yog qhov tsawg dua rau cov tshuab cua txias (104-250 ° C).Qhov siab tshaj plaws kub ntawm aluminium dej-txias lub cev muaj zog yog txo los ntawm 50.4%, thiab qhov siab tshaj plaws kub ntawm PA6GF30 dej-txias lub cev yog txo los ntawm 48.4%.Bezukov et al.23 tau soj ntsuam cov txiaj ntsig ntawm kev tsim cov nplai ntawm cov thermal conductivity ntawm lub cav phab ntsa nrog cov kua dej txias.Cov kev tshawb fawb tau pom tias 1.5 hli tuab oxide zaj duab xis txo cov cua sov hloov los ntawm 30%, nce roj noj thiab txo lub zog ntawm lub cav.
Tanguy et al.24 ua thwmsim nrog ntau yam kev khiav dej num, roj kub, rotational speeds thiab txhaj hom rau hluav taws xob motors siv lubricating roj raws li ib tug coolant.Kev sib raug zoo muaj zog tau tsim los ntawm tus nqi ntws thiab kev ua kom txias tag nrho.Ha et al.25 qhia tias siv cov drip nozzles li nozzles kom sib npaug ntawm cov roj zaj duab xis thiab ua kom lub cav txias kom zoo.
Nandi thiab al.26 soj ntsuam cov txiaj ntsig ntawm L-shaped ca cua sov kav ntawm lub cav ua haujlwm thiab kev tswj xyuas thermal.Cov yeeb nkab cua sov evaporator yog nruab rau hauv lub cev muaj zog los yog faus rau hauv lub cev muaj zog, thiab qhov condenser yog nruab thiab txias los ntawm cov kua lossis cua.Bellettre et al.27 tau kawm txog PCM khoom-kua txias system rau lub cev muaj zog stator.PCM impregnates lub taub hau winding, txo qhov kub qhov chaw los ntawm kev khaws cia latent thermal zog.
Yog li, kev ua haujlwm ntawm lub cev muaj zog thiab qhov kub thiab txias tau ntsuas los ntawm kev siv cov tswv yim txias sib txawv, saib daim duab.3. Cov cua txias circuits no yog tsim los tswj qhov kub ntawm windings, phaj, winding hau, hlau nplaum, carcass thiab kawg daim hlau.
Cov tshuab ua kua cua txias tau paub txog lawv cov kev hloov hluav taws xob zoo.Txawm li cas los xij, kev siv cov dej txias nyob ib ncig ntawm lub cav siv ntau lub zog, uas txo lub zog ntawm lub cav.Cov cua txias tshuab, ntawm qhov tod tes, yog ib txoj kev siv dav vim lawv cov nqi qis thiab yooj yim ntawm kev hloov kho.Txawm li cas los xij, nws tseem ua haujlwm tsawg dua li cov tshuab ua kua txias.Ib qho kev sib xyaw ua ke yog xav tau uas tuaj yeem ua ke cov kev hloov pauv kub ntawm cov kua-txias nrog cov nqi qis ntawm cov cua txias uas tsis tas siv lub zog ntxiv.
Kab lus no sau thiab txheeb xyuas qhov kub poob hauv AD.Lub tshuab ntawm qhov teeb meem no, nrog rau cov cua sov thiab cua txias ntawm induction motors, tau piav qhia hauv Cov Cuab Yeej Hluav Taws Xob hauv Induction Motors ntu los ntawm Cov Cuab Yeej Cuab Yeej.Thaum tshav kub kub poob ntawm lub hauv paus ntawm lub induction lub cev muaj zog yog hloov mus rau hauv tshav kub.Yog li no, tsab xov xwm no tham txog cov txheej txheem ntawm kev hloov hluav taws xob hauv lub cav los ntawm kev ua thiab yuam kev convection.Thermal modeling of IM siv continuity equations, Navier-Stokes/momentum equations and zog equations is report.Cov kws tshawb fawb tau ua cov kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb thiab cov lej thermal ntawm IM los kwv yees qhov kub thiab txias ntawm stator windings rau tib lub hom phiaj ntawm kev tswj cov thermal tswj ntawm lub tshuab hluav taws xob.Tsab ntawv xov xwm no tsom mus rau thermal tsom xam ntawm huab cua txias IMs thiab thermal tsom xam ntawm kev sib xyaw cua txias thiab dej txias IMs siv CAD qauv thiab ANSYS Fluent simulation.Thiab qhov zoo ntawm thermal zoo ntawm cov qauv txhim kho kev sib xyaw ua ke ntawm cov tshuab cua txias thiab dej txias tau tshawb xyuas tob.Raws li tau hais los saum no, cov ntaub ntawv teev tseg ntawm no tsis yog cov ntsiab lus ntawm lub xeev ntawm kev kos duab hauv kev ua haujlwm ntawm thermal phenomena thiab txias ntawm induction motors, tab sis lawv qhia ntau yam teeb meem uas yuav tsum tau daws kom ntseeg tau tias kev ua haujlwm ntawm induction motors. .
Thaum tshav kub kub poob feem ntau yog muab faib ua tooj liab poob, hlau poob thiab kev sib txhuam / tshuab poob.
Kev poob tooj liab yog qhov tshwm sim ntawm Joule cua sov vim qhov kev tiv thaiv ntawm tus neeg xyuas pib thiab tuaj yeem suav tau raws li 10.28:
qhov twg q̇g yog lub tshav kub generated, kuv thiab Ve yog lub nominal tam sim no thiab voltage, feem, thiab Re yog tus tooj liab kuj.
Hlau poob, tseem hu ua parasitic poob, yog hom thib ob tseem ceeb ntawm kev poob uas ua rau hysteresis thiab eddy tam sim no poob hauv AM, feem ntau tshwm sim los ntawm lub sij hawm sib txawv ntawm cov hlau nplaum.Lawv raug ntsuas los ntawm qhov sib npaug Steinmetz txuas ntxiv, nws cov coefficients tuaj yeem suav tias yog qhov tsis tu ncua lossis hloov pauv nyob ntawm kev ua haujlwm 10,28,29.
Qhov twg Khn yog hysteresis poob qhov txiaj ntsig tau los ntawm daim duab poob tseem ceeb, Ken yog qhov tsis txaus ntseeg tam sim no, N yog qhov ntsuas kev sib haum xeeb, Bn thiab f yog lub ncov flux ceev thiab zaus ntawm qhov tsis yog sinusoidal excitation, feem.Cov kab zauv saum toj no tuaj yeem ua kom yooj yim ntxiv raws li hauv qab no 10,29:
Ntawm lawv, K1 thiab K2 yog qhov tseem ceeb poob thiab eddy tam sim no poob (qec), hysteresis poob (qh), thiab ntau dhau (qex), feem.
Cua load thiab kev sib txhuam losses yog ob lub ntsiab ua rau cov neeg kho tshuab poob hauv IM.Cua thiab kev sib txhuam poob yog 10,
Nyob rau hauv cov mis, n yog qhov kev sib hloov ceev, Kfb yog qhov coefficient ntawm kev sib txhuam losses, D yog sab nraud ntawm lub rotor, l yog qhov ntev ntawm lub rotor, G yog qhov hnyav ntawm lub rotor 10.
Cov txheej txheem tseem ceeb rau kev hloov hluav taws xob hauv lub cav yog los ntawm kev ua thiab cua sov sab hauv, raws li kev txiav txim siab los ntawm Poisson equation30 siv rau qhov piv txwv no:
Thaum lub sijhawm ua haujlwm, tom qab qee lub sijhawm nyob rau lub sijhawm thaum lub cev muaj zog nce mus txog lub xeev khov kho, cov cua sov tsim tawm tuaj yeem kwv yees los ntawm cov cua kub tsis tu ncua ntawm cov cua kub ntawm qhov chaw.Yog li ntawd, nws muaj peev xwm xav tias cov conduction hauv lub cav yog nqa tawm nrog kev tso tawm ntawm cov cua sov sab hauv.
Lub tshav kub hloov ntawm cov fins thiab cov huab cua nyob ib puag ncig yog suav tias yog yuam convection, thaum cov kua raug yuam kom txav mus rau hauv ib qho kev taw qhia los ntawm ib qho kev quab yuam sab nraud.Convection tuaj yeem hais tau raws li 30:
qhov twg h yog qhov sib txawv ntawm cov cua sov (W / m2 K), A yog thaj chaw saum npoo, thiab ΔT yog qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias ntawm qhov hloov hluav taws xob thiab cov tub yees perpendicular mus rau saum npoo.Tus naj npawb Nusselt (Nu) yog ib qho kev ntsuas ntawm qhov sib piv ntawm convective thiab conductive heat transfer perpendicular mus rau ciam teb thiab raug xaiv raws li cov yam ntxwv ntawm laminar thiab turbulent flow.Raws li cov txheej txheem empirical, Nusselt tus naj npawb ntawm turbulent flow feem ntau yog txuam nrog Reynolds tus lej thiab tus lej Prandtl, qhia raws li 30:
qhov twg h yog lub convective tshav kub hloov coefficient (W / m2 K), l yog tus yam ntxwv ntev, λ yog thermal conductivity ntawm cov kua (W / m K), thiab Prandtl tooj (Pr) yog ib qho kev ntsuas ntawm qhov ratio ntawm Lub zog diffusion coefficient rau thermal diffusivity (los yog tshaj tawm thiab txheeb ze thickness ntawm thermal ciam txheej), txhais raws li 30:
qhov twg k thiab cp yog cov thermal conductivity thiab tshwj xeeb kub muaj peev xwm ntawm cov kua, feem.Feem ntau, huab cua thiab dej yog cov cua txias tshaj plaws rau cov tshuab hluav taws xob.Cov khoom ua kua ntawm huab cua thiab dej ntawm qhov kub thiab txias yog qhia hauv Table 1.
IM thermal qauv yog raws li cov kev xav hauv qab no: 3D lub xeev khov kho, turbulent flow, huab cua yog ib qho zoo tagnrho roj, tsis muaj hluav taws xob tsis zoo, Newtonian kua, incompressible kua, tsis muaj plam, thiab cov khoom tsis tu ncua.Yog li, cov kev sib npaug hauv qab no yog siv los ua kom tiav cov cai ntawm kev txuag ntawm huab hwm coj, lub zog, thiab lub zog hauv thaj av ua kua.
Hauv cov ntaub ntawv dav dav, qhov sib npaug ntawm kev txuag huab hwm coj sib npaug ntawm cov khoom loj ntws mus rau hauv lub cell nrog kua, txiav txim siab los ntawm cov mis:
Raws li Newton txoj cai lij choj thib ob, tus nqi ntawm kev hloov pauv ntawm lub zog ntawm cov kua ua kua yog sib npaug rau qhov sib npaug ntawm cov rog ua rau nws, thiab qhov sib npaug ntawm kev txuag hluav taws xob tuaj yeem sau ua vector daim ntawv xws li:
Cov ntsiab lus ∇p, ∇∙τij, thiab ρg nyob rau hauv qhov sib npaug saum toj no sawv cev rau lub siab, viscosity, thiab lub ntiajteb txawj nqus, feem.Cov xov xwm cua txias (cua, dej, roj, thiab lwm yam) siv los ua cov khoom cua txias hauv cov tshuab feem ntau suav tias yog Newtonian.Cov kev sib npaug uas pom ntawm no tsuas yog muaj kev sib raug zoo ntawm kev nyuaj siab shear thiab lub nrawm nrawm (strain rate) perpendicular mus rau shear direction.Xav txog qhov viscosity tas li thiab tsis tu ncua, qhov sib npaug (12) tuaj yeem hloov mus rau 31:
Raws li thawj txoj cai ntawm thermodynamics, tus nqi ntawm kev hloov pauv ntawm lub zog ntawm cov kua ua kua yog sib npaug rau cov txiaj ntsig ntawm cov cua sov uas tsim los ntawm cov kua dej thiab cov khoom siv hluav taws xob uas tsim los ntawm cov kua dej.Rau ib qho Newtonian compressible viscous flow, lub zog txuag hluav taws xob sib npaug tuaj yeem ua raws li 31:
qhov twg Cp yog lub peev xwm kub ntawm qhov siab tas mus li, thiab lub sij hawm ∇ ∙ (k∇T) muaj feem xyuam rau cov thermal conductivity los ntawm cov kua cell ciam teb, qhov twg k denotes lub thermal conductivity.Kev hloov pauv ntawm cov tshuab hluav taws xob mus rau hauv tshav kub yog xam raws li cov ntsiab lus ntawm \(\varnothing\) (piv txwv li, viscous dissipation muaj nuj nqi) thiab txhais tau tias:
Qhov twg \(\rho\) yog qhov ceev ntawm cov kua, \(\mu\) yog lub viscosity ntawm cov kua, u, v thiab w yog lub peev xwm ntawm cov kev taw qhia x, y, z ntawm cov kua tshaj tawm, raws.Lo lus no piav qhia txog kev hloov pauv ntawm cov tshuab hluav taws xob rau hauv lub zog thermal thiab tuaj yeem tsis quav ntsej vim tias nws tsuas yog qhov tseem ceeb thaum lub viscosity ntawm cov kua dej siab heev thiab qhov nrawm nrawm ntawm cov kua dej loj heev.Nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm tsis tu ncua, qhov tshwj xeeb kub thiab thermal conductivity, lub zog sib npaug yog hloov raws li nram no:
Cov kev sib npaug yooj yim no tau daws rau laminar ntws hauv Cartesian kev tswj hwm qhov system.Txawm li cas los xij, zoo li ntau lwm yam teeb meem kev lag luam, kev ua haujlwm ntawm cov tshuab hluav taws xob feem ntau cuam tshuam nrog cov dej ntws tawm.Yog li, cov kev sib npaug no tau hloov kho los ua Reynolds Navier-Stokes (RANS) qhov nruab nrab ntawm kev ua qauv rau kev ua kom muaj kev kub ntxhov.
Hauv kev ua haujlwm no, ANSYS FLUENT 2021 qhov kev pab cuam rau CFD qauv nrog cov xwm txheej ntawm ciam teb raug xaiv, xws li cov qauv txiav txim siab: lub cav asynchronous nrog cua txias nrog lub peev xwm ntawm 100 kW, txoj kab uas hla ntawm rotor 80.80 mm, txoj kab uas hla. ntawm stator 83.56 hli (sab hauv) thiab 190 hli (sab nraud), qhov sib txawv ntawm huab cua ntawm 1.38 hli, tag nrho ntev ntawm 234 hli, tus nqi, lub thickness ntawm cov tav 3 hli..
Lub SolidWorks cua-txias cav qauv yog tom qab ntawd tuaj rau hauv ANSYS Fluent thiab simulated.Tsis tas li ntawd, cov txiaj ntsig tau raug kuaj xyuas kom ntseeg tau tias qhov tseeb ntawm qhov simulation ua tiav.Tsis tas li ntawd, kev sib xyaw ua ke ntawm huab cua- thiab dej-txias IM tau ua qauv siv SolidWorks 2017 software thiab simulated siv ANSYS Fluent 2021 software (Daim duab 4).
Cov qauv tsim thiab qhov ntev ntawm cov qauv no tau tshoov siab los ntawm Siemens 1LA9 txhuas series thiab ua qauv hauv SolidWorks 2017. Cov qauv tau hloov kho me ntsis kom haum rau cov kev xav tau ntawm cov software simulation.Hloov kho CAD qauv los ntawm kev tshem tawm qhov tsis xav tau, tshem tawm cov fillets, chamfers, thiab ntau dua thaum ua qauv nrog ANSYS Workbench 2021.
Ib qho kev tsim kho tshiab yog lub tsho dej, qhov ntev uas tau txiav txim siab los ntawm cov txiaj ntsig simulation ntawm thawj tus qauv.Qee qhov kev hloov pauv tau ua rau lub tsho dej simulation kom tau txais txiaj ntsig zoo tshaj plaws thaum siv lub duav hauv ANSYS.Ntau qhov chaw ntawm IM tau qhia hauv daim duab.5a-f ib.
(A).Rotor core thiab IM ncej.(b) IM stator core.(c) IM stator winding.(d) Sab nrauv ntawm MI.(e) IM lub tsho dej.f) ua ke ntawm huab cua thiab dej txias IM qauv.
Ntxuam-mounted kiv cua muab cov cua tsis tu ncua ntawm 10 m / s thiab qhov kub ntawm 30 ° C ntawm qhov chaw ntawm cov fins.Tus nqi ntawm tus nqi yog xaiv random nyob ntawm seb lub peev xwm ntawm cov ntshav siab soj ntsuam nyob rau hauv tsab xov xwm no, uas yog ntau tshaj qhov uas qhia nyob rau hauv cov ntaub ntawv.Qhov chaw kub muaj xws li rotor, stator, stator windings thiab rotor tawb tuav.Cov ntaub ntawv ntawm lub stator thiab rotor yog steel, lub windings thiab tawb qws yog tooj liab, thav duab thiab tav yog txhuas.Cov cua sov uas tsim nyob rau hauv cov cheeb tsam no yog vim muaj qhov tshwm sim ntawm electromagnetic, xws li Joule cua sov thaum ib qho hluav taws xob sab nraud tau dhau los ntawm cov kauj tooj liab, nrog rau kev hloov pauv hauv cov hlau nplaum.Lub tshav kub tso tawm ntawm cov khoom sib txawv tau muab los ntawm ntau yam ntaub ntawv muaj rau 100 kW IM.
Integrated cua-txias thiab dej-txias IMs, ntxiv rau cov saum toj no tej yam kev mob, kuj muaj xws li ib tug dej tsho, nyob rau hauv uas lub tshav kub hloov peev xwm thiab twj tso kua mis zog yuav tsum tau soj ntsuam rau ntau yam dej ntws tus nqi (5 l / min, 10 l / min. thiab 15 l / min).Lub valve no tau xaiv raws li qhov tsawg kawg nkaus valve, txij li cov txiaj ntsig tsis hloov pauv loj rau kev ntws qis dua 5 L / min.Tsis tas li ntawd, tus nqi ntws ntawm 15 L / min raug xaiv raws li tus nqi siab tshaj plaws, txij li lub zog siv zog tau nce ntxiv txawm tias qhov ntsuas kub tseem poob qis.
Ntau tus qauv IM tau raug xa mus rau hauv ANSYS Fluent thiab kho ntxiv siv ANSYS Design Modeler.Tsis tas li ntawd, lub thawv-zoo li casing nrog qhov ntev ntawm 0.3 × 0.3 × 0.5 m tau tsim nyob ib ncig ntawm AD txhawm rau txheeb xyuas qhov txav ntawm huab cua nyob ib puag ncig lub cav thiab kawm txog kev tshem tawm cov cua sov mus rau hauv qhov chaw.Cov kev soj ntsuam zoo sib xws tau ua rau kev sib xyaw cua- thiab dej-txias IMs.
Tus qauv IM yog ua qauv siv CFD thiab FEM tus lej txoj kev.Meshes yog tsim nyob rau hauv CFD los faib ib tug sau rau hauv ib tug tej yam xov tooj ntawm cov khoom nyob rau hauv thiaj li yuav nrhiav tau ib tug daws.Tetrahedral meshes nrog cov khoom tsim nyog qhov ntau thiab tsawg yog siv rau kev ua haujlwm dav dav ntawm cov khoom siv cav.Tag nrho cov interfaces tau sau nrog 10 txheej kom tau txais qhov tseeb ntawm qhov kub hloov pauv tau.Daim phiaj geometry ntawm ob tus qauv MI tau qhia hauv daim duab ..6a, ib.
Lub zog sib npaug tso cai rau koj los kawm txog kev hloov hluav taws xob hauv ntau qhov chaw ntawm lub cav.Tus qauv K-epsilon turbulence nrog cov qauv phab ntsa ua haujlwm tau raug xaiv los ua qauv turbulence nyob ib ncig ntawm sab nrauv.Tus qauv coj mus rau hauv tus account kinetic zog (Ek) thiab turbulent dissipation (epsilon).Tooj, txhuas, hlau, cua thiab dej tau raug xaiv rau lawv cov khoom siv rau hauv lawv daim ntawv thov.Thaum tshav kub kub dissipation tus nqi (saib Table 2) yog muab raws li inputs, thiab txawv roj teeb cheeb tsam tej yam kev mob yog teem rau 15, 17, 28, 32. Cov huab cua ceev tshaj ntawm lub cev muaj zog rooj plaub yog teem rau 10 m / s rau ob lub cev muaj zog qauv, thiab nyob rau hauv Ntxiv rau, peb qhov sib txawv ntawm cov dej tau muab coj los rau hauv tus account rau lub tsho dej (5 l / min, 10 l / min thiab 15 l / min).Rau qhov tseeb dua, cov seem rau txhua qhov sib npaug tau muab sib npaug rau 1 × 10–6.Xaiv qhov yooj yim (Semi-Implicit Method for Pressure Equations) algorithm los daws qhov sib npaug ntawm Navier Prime (NS).Tom qab hybrid pib ua tiav, qhov teeb tsa yuav khiav 500 iterations, raws li pom hauv daim duab 7.
Post lub sij hawm: Lub Xya hli ntuj-24-2023