电动汽车用感应电机电磁热耦合仿真研究

电机电磁场与温度场分布特性研究是小型电动汽车用高功率密度感应电机研制的重要部分之一,建立所设计电机的三维有限元仿真模型,利用电磁热耦合分析方法研究电机的电磁特性和三维温度场分布特性。结果表明,电机整体磁密分布均匀,整体温度符合B级绝缘电机正常运行要求,电磁热耦合仿真结果验证了所设计电机的合理性。

短路故障下低压开关柜电磁热耦合瞬态温升变化

低压开关柜内部包含多个开关元件,结构复杂,存在多个电接触部位,短路故障会导致开关柜内部温度增高,若内部部件发生接触不良会加剧温升,降低低压开关柜的运行可靠性,严重情况会导致该处发生熔断、绝缘损坏和拉弧短路等故障。以一起LKM0201开关柜短路跳闸事故为研究对象,分析该故障原因,建立LKM0201开关柜仿真模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench的Maxwell模块和Transient Thermal模块进行电磁热耦合瞬态仿真分析,研究短路故障对开关柜内部运行的影响,分析故障处在接触良好和接触不良2种情况下内部的温升差异,得出开关柜内部各部件的瞬态温升变化,并将仿真结果与实际故障对比。研究表明:当开关柜发生短路故障时,内部连接处发生接触不良的情况下,开关柜内部接触电阻增大、瞬态损耗增加。短路电路流经时开关柜内部温度升高,接触不良处温升更加剧烈,该温度将高于绝缘材料耐受温度并引起材料变形甚至融化,最终引起绝缘损坏,发生拉弧短路,温升过高可能会出现熔焊甚至熔断现象。仿真结果与事故照片具有较好的一致性,同时该方法具有较好的通用性。

考虑电磁热耦合的航空变频交流真空接触器热特性研究

本文对航空变频交流真空接触器的温度场进行了电磁热耦合仿真与实验分析。在对热源进行计算时,着重分析中频360~800 Hz下集肤效应和邻近效应对接触器导电回路损耗的影响,并考虑温度与导体材料电阻率的变化关系,进行接触电阻的等效分析。在散热方面计算了接触器各表面的对流散热系数,同时考虑材料辐射系数的辐射散热作用和外接铜导线的传导散热作用。利用该模型进一步研究电流频率和高空环境对接触器温度场分布的影响,并且分析线圈线径对温升的作用,获得了航空接触器温升特性。搭建了真空接触器通流发热测试平台,利用实验数据验证了仿真结果,为真空接触器的设计优化提供了理论依据。

基于电磁热耦合分析的压缩机壳体热套工艺研究

压缩机壳体热套是压缩机装配的一项关键工艺,热套不良率是重要的加工损失,且热套质量直接影响压缩机性能,因此,对热套工艺进行深入研究具有重要的意义。本文基于电磁热耦合分析方法,对压缩机壳体的感应加热过程进行仿真,探索出压缩机壳体热套工艺理论研究方法,并与工程实践相结合,总结出壳体热套工艺规律,降低了壳体热套不良率。

基于COMSOL的圆纬机电磁选针器特性分析

针对现有电磁选针器长时间工作存在发热及电磁力降低等问题,提出一种基于COMSOL的电磁热耦合仿真方案。通过COMSOL多物理场耦合能力对短时间内电磁热耦合进行仿真,得出电磁选针器各发热部分平均时间损耗并将其作为热源,然后利用温度场进行单物理场仿真,得到长时间工作状态下电磁选针器温升曲线。最后通过对脉冲电压脉宽、塑料骨架结构、线圈匝数、外部冷却条件等参数进行调整,优化电磁选针器发热状况,并增强选针器电磁力等性能。仿真结果表明,磁保持电磁选针器正常工作下饱和温升约20.00℃,经优化后,温升下降约5.81%,同时电磁力也有一定提升。