航空永磁电机风冷-热管复合冷却技术研究

TM32%TM351; 针对无人机(UAV)用旋翼电机产热高但结构紧凑、散热困难的问题,设计一种新型风冷-热管复合冷却系统,介绍了冷却系统的设计思路并对其冷却性能展开研究.以一台无人机用外转子永磁电机为研究对象,采用仿真与实验结合的方法,首先评估电机风冷系统性能,建立电机三维全域流场仿真模型,分析不同转速下电机内部流场特征;然后以流场计算结果为边界条件,基于局部模型分析电机单一风冷系统的冷却效果,并搭建实验平台对其冷却效果进行测试,验证了仿真方法的准确性;最后提出一种风冷-热管复合冷却技术,仿真分析了不同方案的冷却效果.研究表明,相对于满槽布置,将热管元件半槽布置于定子槽底具有更高的性能代价比...

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Published in电机与控制学报 Vol. 26; no. 4; pp. 18 - 37
Main Authors 陈祖涛, 余中军, 付佳, 杨君坦, 刘斌
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 海军工程大学 舰船综合电力技术国防科技重点实验室,湖北 武汉430033 01.04.2022
Subjects
无人机
热管
流固耦合
温度场
风冷技术
电机冷却
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ISSN1007-449X
DOI10.15938/j.emc.2022.04.003

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Summary:TM32%TM351; 针对无人机(UAV)用旋翼电机产热高但结构紧凑、散热困难的问题,设计一种新型风冷-热管复合冷却系统,介绍了冷却系统的设计思路并对其冷却性能展开研究.以一台无人机用外转子永磁电机为研究对象,采用仿真与实验结合的方法,首先评估电机风冷系统性能,建立电机三维全域流场仿真模型,分析不同转速下电机内部流场特征;然后以流场计算结果为边界条件,基于局部模型分析电机单一风冷系统的冷却效果,并搭建实验平台对其冷却效果进行测试,验证了仿真方法的准确性;最后提出一种风冷-热管复合冷却技术,仿真分析了不同方案的冷却效果.研究表明,相对于满槽布置,将热管元件半槽布置于定子槽底具有更高的性能代价比,能使电机绕组稳定温升有效降低15 K,达到了高效冷却的目的,能有效提高电机的功率密度.
ISSN:1007-449X
DOI:10.15938/j.emc.2022.04.003