原创《电机外风扇多结构特征下冷却性能优化》：本文是一篇关于性能优化论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：为了分析电机不同结构下的外風扇的冷却能力并有效优化其冷却能力,以Y2250M异步电机原始风扇为例,依据流体力学理论对电机外风扇进行了数值计算和分析,并对不同结构下的冷却性能进行了详细的分析.研究结果表明,风扇结构的改善可有效减小风扇的风磨损耗,提高电机的冷却效果,有效提升电机的运行效率,据此完成了外风扇的优化.该研究对风扇扇叶及其结构优化提供了理论依据,对电机新型通风结构设计方法的探索具有促进效果.
关键词：异步电动机；外风扇；流体场；优化设计
DOI：10.15938/j.jhust.2018.01.012
中图分类号： TM315
文献标志码： A
文章编号： 1007-2683（2018）01-0061-09
Abstract：In order to analyse the motor fan cooling capacity under different structures and to optimize its cooling capacity,aY2250M asynchronous motor was taken as an example.Not only was the motor external fan’s fluid fields calculated and analyzed,which was based on the theory of computational fluid dynamic（CFD）,but also the cooling capacityof different structures fans were analyzed in detail as well.The results showed that the improvement of fan structure can reduce fan wind friction loss,improve the cooling effect and operation efficiency of the motor in effect. We can complete the external fan optimization based on this conclution.This study provides theoretical basis for fan blades and its structural optimization,and the exploration of design method of motor’s new ventilation structure is promoted effectively as well.
Keywords：asynchronous motor；external fan；flow field；optimal design
0引言
随着社会的快速发展,研究和开发高效节能的电机来满足电力需求是必然趋势,而电机的温升作为衡量电机运行性能的一个重要因素,直接关系到电机的效率、使用寿命,并成为限制其性能的重要瓶颈.对于TEFC电动机而言,主要是电动机端部外风扇所产生的冷却风量通过散热翅对电动机进行冷却,而风扇损耗在电机机械损耗中占有较大比例,因此找到冷却能力强、风扇自身及电机损耗小的高效外风扇结构具有重要意义.
目前,国内外专家学者已经对电机外风扇的设计及优化进行了大量的研究[1-9].在风扇设计方面,文[1]在离心式外风扇叶片设计中成功地应用了固定翼飞机机翼结构形状、轴流式风扇叶片和汽轮机叶片形状,从而设计出高效率、低噪声的新型离心式外风扇.文[2]通过理论估算电机实际工作所需的风压和风量,给出了后倾离心式风扇的优化设计方案.文[3]对中小型电机常用的离心式、轴流式及斗式风扇的设计,结合作者多年实践经验作了较完整的介绍.在风扇优化方面[7-9],文[7]以高压电动机中的径向式离心风扇和改进的后倾式离心风扇为对象,对 析了流体动力学计算和传统计算方法的结果,证明经验公式在计算风量、风压、风效等性能参数时存在误差较大的问题,应用计算流体动力学进行风扇优化设计更具有适用性.文[8]以一台高压异步电动机外风扇为例,对风扇叶片在不同偏转角下的风扇性能进行了比较分析,得到扇叶偏转角度的最优值.文[9]对某汽轮发电机轴流式通风冷却风扇的原始模型进行了CFD流场数值模拟,通过改变叶片安放角和叶片扭转角,得到冷却风扇计算效率和叶片安放角及叶片扭转角之间的关系.综上所述,国内专家主要是根据电机需要的风量来设计或优化外风扇,针对外风扇自身进行流场分析及性能计算,忽略了风扇结构的改变对电机温度场及流变特性的影响.目前发表的文献中,对不同结构风扇下电机的温升及流变特性如何变化、如何影响风扇冷却能力的研究却很少,尤其是包括电机及外风扇在内的整体温度场及流体场数值研究较少,所以结合电机传热特性研究多结构外风扇的冷却性能具有一定意义及工程实际价值.
本文以55kW异步电机Y2250M的风扇原始结构为例,进行流体场数值计算及分析,并对不同结构风扇下电机的温升情况及流变特性进行了详细的研究,并根据电机的温升情况明确不同结构风扇的冷却效果,进而指出了最优的风扇结构方案,为TEFC电机冷却风扇元件选择及优化奠定一定基础.
1电机及外风扇模型和边界条件
1.1流体场数学模型
本文仅研究电机稳态运行时电机及外风扇区域的流体流动情况,即流动属于定常流动.由于冷却流体的雷诺数Re>2300,属于湍流运动,采用湍流模型进行求解；马赫数很小,冷却介质不可压缩.流体三维湍流流动遵循以下控制方程：
质量守恒方程为[10]：
1.3基本假设和边界条件
性能优化论文参考资料：
结论：电机外风扇多结构特征下冷却性能优化为关于性能优化方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关android性能优化论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
