Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Dwigateliň işleýiş çykdajylary we uzak ömri sebäpli, hereketlendirijiniň termiki dolandyryş strategiýasy diýseň möhümdir.Bu makala has gowy çydamlylygy üpjün etmek we netijeliligi ýokarlandyrmak üçin induksiýa hereketlendirijileri üçin ýylylyk dolandyryş strategiýasyny işläp düzdi.Mundan başga-da, hereketlendirijini sowatmagyň usullary baradaky edebiýata giňişleýin syn berildi.Esasy netije hökmünde, ýylylyk paýlanyşynyň belli meselesini göz öňünde tutup, ýokary güýçli howa bilen sowadylan asynkron hereketlendirijiniň ýylylyk hasaplamasy berilýär.Mundan başga-da, bu gözleg häzirki zerurlyklary kanagatlandyrmak üçin iki ýa-da has köp sowatmak strategiýasy bilen toplumlaýyn çemeleşmäni teklip edýär.Howa sowadyşy we toplumlaýyn suw sowadyş ulgamynyň kombinasiýasy arkaly hereketlendirijiniň netijeliligini ep-esli ýokarlandyrmak üçin 100 kWt howa sowadylan asynkron hereketlendirijiniň modelini we şol bir hereketlendirijiniň ýylylyk dolandyryş modelini san taýdan öwrenmek geçirildi. amala aşyryldy.Howa bilen sowadylan we suw bilen sowadylan ulgam SolidWorks 2017 we ANSYS Fluent 2021 wersiýalary arkaly öwrenildi.Üç dürli suw akymy (5 L / min, 10 L / min, we 15 L / min) adaty howa sowadyjy induksiýa hereketlendirijilerine garşy seljerildi we bar bolan çeşmeleriň kömegi bilen barlandy.Derňew, dürli akym derejeleri üçin (degişlilikde 5 L / min, 10 L / min we 15 L / min) degişli temperaturanyň 2,94%, 4,79% we 7,69% peselmegini görkezýär.Şonuň üçin netijeler, oturdylan induksiýa motorynyň howa bilen sowadylan induksiýa hereketlendirijisi bilen deňeşdirilende temperaturany netijeli peseldip biljekdigini görkezýär.
Elektrik hereketlendirijisi häzirki zaman in engineeringenerçilik ylmynyň esasy oýlap tapyşlaryndan biridir.Elektrik hereketlendirijileri, durmuş enjamlaryndan başlap ulaglara, şol sanda awtoulag we howa giňişliginde ulanylýar.Soňky ýyllarda induksiýa hereketlendirijileriniň (AM) meşhurlygy ýokary başlangyç momenti, ýokary tizligi dolandyrmak we ortaça artykmaç ýük göterijiligi sebäpli ýokarlandy (1-nji surat).Induksiýa hereketlendirijileri diňe lampalaryňyzy ýalpyldatman, eýsem öýüňizdäki diş çotgasyndan Tesla çenli enjamlaryň köpüsini işledýär.IM-de mehaniki energiýa statoryň magnit meýdanynyň we rotor sargylarynyň kontaktlary arkaly döredilýär.Mundan başga-da, seýrek toprak metallarynyň çäkli üpjünçiligi sebäpli IM amatly wariantdyr.Şeýle-de bolsa, AD-laryň esasy kemçiligi, ömrüniň we netijeliliginiň temperatura gaty duýgur bolmagydyr.Induksiýa hereketlendirijileri dünýädäki elektrik energiýasynyň takmynan 40% -ini sarp edýär, bu bolsa bu enjamlaryň energiýa sarp edilişini dolandyrmagyň möhümdigini pikir etmelidir.
Arhenius deňlemesi, iş temperaturasynyň her 10 ° C ýokarlanmagy üçin, hereketlendirijiniň ömrüniň iki esse azalýandygyny aýdýar.Şonuň üçin enjamyň ygtybarlylygyny üpjün etmek we öndürijiligini ýokarlandyrmak üçin gan basyşynyň ýylylyk gözegçiligine üns bermeli.Geçmişde ýylylyk derňewi äsgerilmedi we motor dizaýnerleri meseläni dizaýn tejribesine ýa-da tok dykyzlygy ýaly beýleki ölçegli üýtgeýänlere esaslanyp diňe periferiýada hasaplaýardylar. Bu çemeleşmeler iň uly howpsuzlyk çäkleriniň ulanylmagyna sebäp bolýar- ýyladyş şertleri, maşynyň ululygynyň ýokarlanmagyna we şonuň üçin çykdajylaryň ýokarlanmagyna getirýär.
Malylylyk derňewiniň iki görnüşi bar: birleşdirilen zynjyr derňewi we san usullary.Analitik usullaryň esasy artykmaçlygy hasaplamalary çalt we takyk ýerine ýetirmek ukybydyr.Şeýle-de bolsa, ýylylyk ýollaryny simulirlemek üçin ýeterlik takyklyk bilen zynjyrlary kesgitlemek üçin ep-esli tagalla edilmeli.Beýleki tarapdan, san usullary takmynan hasaplaýyş suwuklygynyň dinamikasyna (CFD) we gurluş termiki derňewine (STA) bölünýär, bularyň ikisi hem çäkli element derňewini (FEA) ulanýar.San derňewiniň artykmaçlygy, enjamyň geometriýasyny modellemäge mümkinçilik berýär.Şeýle-de bolsa, ulgamy gurmak we hasaplamak käwagt kyn bolup biler.Aşakda ara alnyp maslahatlaşylan ylmy makalalar dürli häzirki zaman induksiýa hereketlendirijileriniň ýylylyk we elektromagnit derňewiniň saýlanan mysallarydyr.Bu makalalar awtorlary asynkron hereketlendirijilerde we sowatmagyň usullarynda ýylylyk hadysalaryny öwrenmäge itergi berdi.
Pil-Wan Han1 MI-iň ýylylyk we elektromagnit derňewi bilen meşgullandy.Bir gezeklik zynjyr derňewi termiki derňew üçin, wagt üýtgeýän magnit çäkli element usuly elektromagnit derňewi üçin ulanylýar.Islendik önümçilikde ýylylyk artykmaç ýüküni dogry üpjün etmek üçin statoryň sargysynyň temperaturasyna ygtybarly baha berilmelidir.Ahmed we başgalar çuňňur ýylylyk we termodinamiki pikirlere esaslanýan has ýokary tertipli ýylylyk ulgamynyň modelini teklip etdiler.Senagat ýylylyk gorag maksatlary üçin ýylylyk modelleme usullarynyň ösdürilmegi analitiki çözgütlerden we ýylylyk parametrlerine garamakdan peýdalanýar.
Nair we al.3, elektrik enjamynda ýylylyk paýlanyşyny çaklamak üçin 39 kW kuwwatly IM we 3D sanly termiki derňewiň bilelikdäki derňewini ulandy.Ying et al.4, 3D temperatura bahalandyrmasy bilen fan bilen sowadylan doly ýapyk (TEFC) SH-lary derňedi.Aý we ş.m.5 CFD ulanyp IM TEFC-iň ýylylyk akymynyň aýratynlyklaryny öwrendi.LPTN motor geçiş modeli Todd et al.6 tarapyndan berildi.Synag temperatura maglumatlary, teklip edilýän LPTN modelinden alnan hasaplanan temperaturalar bilen bilelikde ulanylýar.Peter we al.7 elektrik hereketlendirijileriniň ýylylyk hereketine täsir edýän howa akymyny öwrenmek üçin CFD ulandy.
Cabral et al8, silindr ýylylyk diffuziýa deňlemesini ulanyp, maşynyň temperaturasyny alýan ýönekeý IM termiki modelini teklip etdi.Nategh we al.9 optimal komponentleriň takyklygyny barlamak üçin CFD ulanyp, öz-özünden şemalladylýan çekiş motor ulgamyny öwrendi.Şeýlelik bilen, san we synag synaglary induksiýa hereketlendirijileriniň ýylylyk derňewini simulirlemek üçin ulanylyp bilner, injire serediň.2.
Yinye we al.10, adaty materiallaryň umumy ýylylyk aýratynlyklaryndan we maşyn bölekleriniň ýitmeginiň umumy çeşmelerinden peýdalanyp, ýylylyk dolandyryşyny gowulandyrmak üçin dizaýn teklip etdi.Marco et al.11, CFD we LPTN modellerini ulanyp, maşyn komponentleri üçin sowadyş ulgamlaryny we suw penjeklerini dizaýn etmegiň ölçeglerini hödürledi.Yaohui we al.12 degişli sowadyş usulyny saýlamak we dizaýn işiniň irki ýerine ýetirilişine baha bermek üçin dürli görkezmeler berýär.Nell we al.13, belli bir bahalar, jikme-jiklik derejesi we multifizika meselesi üçin hasaplaýyş güýji üçin birleşdirilen elektromagnit-termiki simulýasiýa üçin modelleri ulanmagy teklip etdi.Etan et al.14 we Kim et al.15, 3D birikdirilen FEM meýdançasyny ulanyp, howa sowadylan induksiýa motorynyň temperatura paýlanyşyny öwrendiler.Joule ýitgilerini tapmak we termiki derňew üçin ulanmak üçin 3D eddy häzirki meýdan derňewini ulanyp giriş maglumatlaryny hasaplaň.
Mişel we başgalar.16 adaty merkezden gaçyryş sowadyjy janköýerleri simulýasiýa we synaglar arkaly dürli dizaýn eksenel janköýerleri bilen deňeşdirdiler.Bu dizaýnlaryň biri, şol bir iş temperaturasyny saklamak bilen hereketlendirijiniň netijeliliginde ownuk, ýöne ep-esli gowulaşma gazandy.
Lu we al.17, induksiýa motorynyň şahasyndaky demir ýitgilerini bahalandyrmak üçin Boglietti modeli bilen bilelikde ekwiwalent magnit zynjyr usulyny ulandy.Authorsazyjylar egiriji motoryň içindäki islendik kesişde magnit akymynyň dykyzlygynyň paýlanyşynyň birmeňzeşdigini çaklaýarlar.Usulyny çäkli element derňewiniň we synag synaglarynyň netijeleri bilen deňeşdirdiler.Bu usul MI-ni gyssagly derňemek üçin ulanylyp bilner, ýöne takyklygy çäklidir.
18 çyzykly induksiýa hereketlendirijileriniň elektromagnit meýdanyny seljermegiň dürli usullaryny hödürleýär.Olaryň arasynda reaktiw relslerde güýç ýitgilerine baha bermegiň usullary we çekiş çyzykly induksiýa hereketlendirijileriniň temperaturanyň ýokarlanmagyny çaklamagyň usullary beýan edilýär.Bu usullar çyzykly induksiýa hereketlendirijileriniň energiýa öwrüliş netijeliligini ýokarlandyrmak üçin ulanylyp bilner.
Zabdur we başgalar.19 üç ölçegli san usuly bilen sowadyjy penjekleriň işleýşini derňedi.Sowadyjy penjek, nasos üçin zerur bolan güýç we iň ýokary temperatura üçin möhüm bolan üç fazaly IM üçin sowadyjynyň esasy çeşmesi hökmünde suw ulanýar.Rippel we başgalar.20 suwuk sowadyjy ulgamlara transvers laminirlenen sowadyş diýlip atlandyrylýan täze çemeleşmäni patentledi, bu sowadyjy biri-biriniň magnit laminasiýasyndaky deşikler arkaly emele gelen dar sebitlerden kesişýär.Deriszade we başgalar.21, etilen glikol bilen suwuň garyndysyny ulanyp, awtoulag pudagynda çekiş hereketlendirijileriniň sowadylmagyny synagdan geçirdi.CFD we 3D turbulent suwuklyk derňewi bilen dürli garyndylaryň işleýşine baha beriň.Boopathi we başg.Alýumin suw bilen sowadylan hereketlendirijiniň iň ýokary temperaturasy 50,4%, PA6GF30 suw bilen sowadylan motoryň iň ýokary temperaturasy 48,4% peselýär.Bezukow we başg. 23, suwuk sowadyş ulgamy bilen hereketlendirijiniň diwarynyň ýylylyk geçirijiligine masştab emele gelişiniň täsirine baha berdi.Geçirilen gözlegler 1,5 mm galyňlykdaky oksid filminiň ýylylyk geçirişini 30% azaldýandygyny, ýangyjyň sarp edilişini we hereketlendirijiniň güýjüni azaldýandygyny görkezdi.
“Tanguy et al.24” dürli akym derejeleri, ýagyň temperaturasy, aýlanma tizligi we çalgy ýagyny sowadyjy hökmünde ulanyp, elektrik hereketlendirijilerine sanjym usullary bilen synag geçirdi.Akym tizligi bilen umumy sowadyş netijeliliginiň arasynda berk gatnaşyk ýola goýuldy.Ha et al.25, ýag filmini deň paýlamak we hereketlendirijiniň sowadyş netijeliligini ýokarlandyrmak üçin damja burunlaryny burun hökmünde ulanmagy teklip etdi.
Nandi we al.26 L görnüşindäki tekiz ýylylyk turbalarynyň hereketlendirijiniň işleýşine we ýylylyk dolandyryşyna edýän täsirini analiz etdi.Heatylylyk turbasynyň bugarýan bölegi motor korpusyna ornaşdyrylýar ýa-da motor şahasyna gömülýär, kondensator bölegi suwuk ýa-da howa aýlanmak arkaly gurulýar we sowadylýar.Bellettre we başgalar.27 wagtlaýyn motor statory üçin PCM gaty suwuk sowadyş ulgamyny öwrendi.PCM gizlin ýylylyk energiýasyny saklamak bilen gyzgyn ýeriň temperaturasyny peseldip, egrem-bugram kelleleri emdirýär.
Şeýlelik bilen, sowadyş strategiýalarynyň kömegi bilen hereketlendirijiniň öndürijiligi we temperaturasy bahalandyrylýar, injire serediň.3. Bu sowadyjy zynjyrlar, sargylaryň, tabaklaryň, egrem-bugram kelleleriň, magnitleriň, karkasyň we ahyrky plitalaryň temperaturasyna gözegçilik etmek üçin niýetlenendir.
Suwuk sowadyş ulgamlary ýylylygy netijeli geçirmek bilen bellidir.Şeýle-de bolsa, hereketlendirijiniň töweregine nasos sowadyjy köp energiýa sarp edýär, bu hereketlendirijiniň täsirli çykaryşyny azaldýar.Beýleki tarapdan howany sowatmak ulgamlary, arzan bahasy we kämilleşdiriş aňsatlygy sebäpli giňden ulanylýan usul.Şeýle-de bolsa, suwuk sowadyş ulgamlaryndan has täsirli.Suwuk sowadylan ulgamyň ýokary ýylylyk geçirijiligini goşmaça energiýa sarp etmän howa sowadylan ulgamyň arzan bahasy bilen birleşdirip biljek toplumlaýyn çemeleşme zerurdyr.
Bu makalada AD-da ýylylyk ýitgileri sanalýar we seljerilýär.Bu meseläniň mehanizmi, şeýle hem induksiýa hereketlendirijileriniň gyzdyrylmagy we sowadylmagy, sowadyş strategiýalary arkaly induksiýa hereketlendirijilerindäki ýylylyk ýitgisinde düşündirilýär.Induksiýa motorynyň ýadrosynyň ýylylygy ýitirilmegi ýylylyga öwrülýär.Şonuň üçin bu makalada geçirijilik we mejbury konweksiýa arkaly hereketlendirijiniň içindäki ýylylyk geçiriş mehanizmi ara alnyp maslahatlaşylýar.Üznüksizlik deňlemelerini, Navier-Stokes / tizlik deňlemelerini we energiýa deňlemelerini ulanyp, IM-iň ýylylyk modelleri habar berilýär.Gözlegçiler, elektrik motorynyň ýylylyk re regimeimine gözegçilik etmek üçin ýeke-täk maksat bilen stator sargylarynyň temperaturasyna baha bermek üçin IM-iň analitiki we san termiki gözleglerini geçirdiler.Bu makalada, CAD modelleri we ANSYS Fluent simulýasiýasy arkaly howa bilen sowadylan IM-leriň ýylylyk seljermesi we howa sowadylan we suw bilen sowadylan IM-leriň termiki derňewi jemlenýär.Howa bilen sowadylan we suw bilen sowadylan ulgamlaryň toplumlaýyn kämilleşdirilen modeliniň ýylylyk artykmaçlyklary çuňňur seljerilýär.Aboveokarda belläp geçişimiz ýaly, bu ýerde sanalan resminamalar ýylylyk hadysalary we induksiýa hereketlendirijileriniň sowadylmagy ugrundaky sungatyň gysgaça mazmuny däl, ýöne induksiýa hereketlendirijileriniň ygtybarly işlemegini üpjün etmek üçin çözülmeli köp meseläni görkezýär. .
Atylylyk ýitgisi, adatça mis ýitgisine, demir ýitgisine we sürtülme / mehaniki ýitgä bölünýär.
Mis ýitgileri, geçirijiniň garşylygy sebäpli Joule gyzdyrmagyň netijesidir we 10.28 hökmünde kesgitlenip bilner:
bu ýerde q̇g öndürilýän ýylylyk, I we Ve degişlilikde nominal tok we naprýa .eniýe, Re bolsa mis garşylygy.
Parazit ýitgisi diýlip hem bilinýän demir ýitgisi, AM-de histereziýa we ýitginiň häzirki ýitgilerine sebäp bolýan ikinji esasy ýitgidir, esasan wagt üýtgeýän magnit meýdany sebäpli ýüze çykýar.Olar uzaldylan Steinmetz deňlemesi bilen kesgitlenýär, koeffisiýentleri iş şertlerine baglylykda hemişelik ýa-da üýtgeýän hasap edilip bilner10,28,29.
bu ýerde Khn ýadro ýitgisiniň diagrammasyndan alnan histerezi ýitirmek faktory, Ken iň ýitiriji faktor, N garmoniki görkeziji, Bn we f degişlilikde sinusoidal däl tolgunmanyň iň ýokary akymynyň dykyzlygy we ýygylygydyr.Aboveokardaky deňlemäni aşakdaky ýaly aňsatlaşdyryp bolar10,29:
Olaryň arasynda K1 we K2 degişlilikde esasy ýitgi faktory we häzirki ýitgi (qec), histerez ýitgisi (qh) we artykmaç ýitgi (qex) bolup durýar.
Windeliň ýüklenmegi we sürtülme ýitgileri IM-de mehaniki ýitgileriň iki esasy sebäbidir.Windel we sürtülme ýitgileri 10,
Formulada n aýlanma tizligi, Kfb sürtülme ýitgileriniň koeffisiýenti, D rotoryň daşky diametri, l rotoryň uzynlygy, G rotoryň agramy 10.
Dwigateliň içindäki ýylylygy geçirmegiň esasy mehanizmi, bu mysalda ulanylýan Poisson 30 deňlemesi bilen kesgitlenişi ýaly geçiriji we içerki ýyladyş arkaly amala aşyrylýar:
Işleýiş wagtynda, hereketlendiriji durnukly ýagdaýa ýeten belli bir wagtdan soň, emele gelen ýylylygy ýerüsti ýylylyk akymynyň yzygiderli gyzdyrylmagy bilen takmynan kesgitläp bolýar.Şonuň üçin hereketlendirijiniň içindäki geçirijiniň içerki ýylylygyň çykmagy bilen amala aşyrylandygyny çaklamak bolar.
Suwuklyk daşarky güýç tarapyndan belli bir ugra geçmäge mejbur edilende, ganatlar bilen töweregindäki atmosferanyň arasyndaky ýylylyk geçirijisi mejbury konweksiýa hasaplanýar.Konweksiýa 30 hökmünde aňladylyp bilner:
bu ýerde h ýylylyk geçirijilik koeffisiýenti (W / m2 K), A ýerüsti meýdan, ΔT bolsa ýylylyk geçirijisi bilen sowadyjynyň üste perpendikulýar arasyndaky temperatura tapawudy.Nusselt sany (Nu) konwektiw we geçiriji ýylylyk geçirijisiniň serhede perpendikulýar gatnaşygynyň ölçegidir we laminar we turbulent akymyň aýratynlyklaryna esaslanyp saýlanýar.Empirik usula görä, turbulent akymyň Nusselt sany, adatça 30 hökmünde görkezilen Reynolds sany we Prandtl belgisi bilen baglanyşyklydyr:
bu ýerde h konwektiw ýylylyk geçiriji koeffisiýenti (W / m2 K), l häsiýetli uzynlyk, λ suwuklygyň ýylylyk geçirijiligi (W / m K), Prandtl sany (Pr) bolsa gatnaşygy ölçegi. ýylylyk diffuziýasyna (ýa-da ýylylyk araçäk gatlagynyň tizligi we otnositel galyňlygy) tizlik diffuziýa koeffisiýenti:
bu ýerde k we cp degişlilikde suwuklygyň ýylylyk geçirijiligi we aýratyn ýylylyk kuwwatydyr.Umuman, howa we suw elektrik hereketlendirijileri üçin iň köp ýaýran sowadyjydyr.Howanyň we suwuň daşky gurşaw temperaturasyndaky suwuklyklary 1-nji tablisada görkezilýär.
IM termiki modellemek aşakdaky çaklamalara esaslanýar: 3D durnukly ýagdaý, turbulent akym, howa ideal gaz, ähmiýetsiz radiasiýa, Nýuton suwuklygy, gysyp bolmaýan suwuklyk, süýşmeýän ýagdaý we hemişelik häsiýetler.Şonuň üçin suwuk sebitde massany, tizligi we energiýany tygşytlamak kanunlaryny ýerine ýetirmek üçin aşakdaky deňlemeler ulanylýar.
Umuman alanyňda, köpçülikleýin tygşytlylyk deňlemesi, formula bilen kesgitlenýän suwuklyk bilen öýjüge arassa massa akymyna deňdir:
Nýutonyň ikinji kanunyna görä, suwuk bölejigiň tizliginiň üýtgemeginiň tizligi, hereket edýän güýçleriň jemine deňdir we tizligi goramagyň umumy deňlemesi wektor görnüşinde ýazylyp bilner:
Aboveokardaky deňlemedäki ∇p, ∇ τ τij we ρg adalgalary degişlilikde basyşy, ýapyşyklygy we agyrlyk güýjüni aňladýar.Maşynlarda sowadyjy hökmünde ulanylýan sowadyjy serişdeler (howa, suw, ýag we ş.m.) köplenç Nýuton hasaplanýar.Bu ýerde görkezilen deňlemeler diňe gyrkym stresiniň we gyrkymyň ugruna perpendikulýar tizlik gradiýentiniň (dartyş tizligi) arasyndaky çyzykly gatnaşygy öz içine alýar.Üznüksiz ýapyşyklygy we yzygiderli akymy göz öňünde tutup, (12) deňlemäni 31-e üýtgedip bolar:
Termodinamikanyň ilkinji kanunyna görä, suwuk bölejigiň energiýasynyň üýtgemeginiň tizligi, suwuk bölejik tarapyndan emele gelen arassa ýylylygyň we suwuk bölejigiň öndürýän arassa güýjüniň mukdaryna deňdir.Nýutonyň gysylýan ýapyşykly akymy üçin energiýany tygşytlamak deňlemesi 31 hökmünde görkezilip bilner:
bu ýerde Cp hemişelik basyşda ýylylyk kuwwaty, we ∇ ∙ (k∇T) termini, suwuk öýjük araçägi arkaly ýylylyk geçirijiligi bilen baglanyşykly, bu ýerde k ýylylyk geçirijiligini aňladýar.Mehaniki energiýanyň ýylylyga öwrülmegi \ (\ varnothing \) (ýagny, ýapyşykly bölüniş funksiýasy) nukdaýnazaryndan seredilýär we aşakdaky ýaly kesgitlenýär:
Nirede \ (\ rho \) suwuklygyň dykyzlygy bolsa, \ (\ mu \) suwuklygyň ýapyklygy, u, v we w degişlilikde suwuk tizligiň x, y, z ugrunyň potensialydyr.Bu adalga mehaniki energiýanyň ýylylyk energiýasyna öwrülmegini suratlandyrýar we hasaba alynmazlygy mümkin, sebäbi diňe suwuklygyň ýapyşygy gaty ýokary we suwuklygyň tizlik gradienti gaty uly bolanda möhümdir.Dowamly akym, hemişelik aýratyn ýylylyk we ýylylyk geçirijiligi bolan ýagdaýynda energiýa deňlemesi aşakdaky ýaly üýtgedilýär:
Bu esasy deňlemeler, Kartezian koordinat ulgamynda laminar akym üçin çözülýär.Şeýle-de bolsa, beýleki tehniki meseleler ýaly, elektrik maşynlarynyň işlemegi, esasan, turbulent akymlar bilen baglanyşykly.Şonuň üçin bu deňlemeler turbulentligi modellemek üçin Reynolds Navier-Stokes (RANS) ortaça usulyny döretmek üçin üýtgedilýär.
Bu işde, göz öňünde tutulan model ýaly degişli serhet şertleri bilen CFD modellemek üçin ANSYS FLUENT 2021 programmasy saýlandy: 100 kW kuwwatlylygy howa sowadyjy asynkron hereketlendiriji, rotoryň diametri 80,80 mm, diametri statoryň 83.56 mm (içerki) we 190 mm (daşarky), howa boşlugy 1,38 mm, umumy uzynlygy 234 mm, mukdary, gapyrgalarynyň galyňlygy 3 mm..
Soňra “SolidWorks” howa bilen sowadylan hereketlendiriji modeli ANSYS Fluent-a getirilýär we simulýasiýa edilýär.Mundan başga-da, alnan netijeler ýerine ýetirilen simulýasiýanyň takyklygyny barlamak üçin barlanýar.Mundan başga-da, howa we suw bilen sowadylan integrirlenen IM “SolidWorks 2017” programma üpjünçiligi ulanylyp, ANSYS Fluent 2021 programma üpjünçiligi arkaly simulirlendi (4-nji surat).
Bu modeliň dizaýny we ölçegleri Siemens 1LA9 alýumin seriýasyndan ylham alýar we SolidWorks 2017-de modellendirilýär. Model simulýasiýa programma üpjünçiliginiň zerurlyklaryna laýyk birneme üýtgedildi.ANSYS Workbench 2021 bilen modellenende islenmeýän bölekleri aýyrmak, filetleri, kameralary we başgalary aýyrmak arkaly CAD modellerini üýtgediň.
Dizaýn täzelik, uzynlygy ilkinji modeliň simulýasiýa netijelerinden kesgitlenen suw kurtkasydyr.ANSYS-da bel ulanylanda iň gowy netijeleri gazanmak üçin suw kurtkasynyň simulýasiýasyna käbir üýtgeşmeler girizildi.SH-nyň dürli bölekleri injirde görkezilýär.5a - f.
(A).Rotor ýadrosy we IM şahasy.(b) SH stator ýadrosy.(c) IM stator sargysy.(d) MI-iň daşarky çarçuwasy.(e) SH suw kurtkasy.f) howa we suw sowadylan IM modelleriniň utgaşmasy.
Maýa oturdylan fanat 10 m / s hemişelik howa akymyny we ganatlaryň üstünde 30 ° C temperaturany üpjün edýär.Nyrhyň bahasy, bu makalada seljerilen gan basyşynyň ukybyna baglylykda tötänleýin saýlanýar, bu edebiýatda görkezilenlerden has uly.Gyzgyn zona rotor, stator, stator sargylary we rotor kapas barlaryny öz içine alýar.Statoryň we rotoryň materiallary polat, sargylar we kapasalar mis, çarçuwasy we gapyrgalary alýuminidir.Bu ýerlerde emele gelýän ýylylyk, elektromagnit hadysalar, mysal üçin daşarky tok mis rulondan geçende Joule gyzdyrmak, şeýle hem magnit meýdanynyň üýtgemegi bilen baglanyşyklydyr.Dürli komponentleriň ýylylyk çykaryş derejesi 100 kW kuwwatly IM üçin bar bolan dürli edebiýatlardan alyndy.
Toplumlaýyn howa bilen sowadylan we suw bilen sowadylan SH-lar, ýokardaky şertlerden başga-da, suw akymynyň dürli nyrhlary üçin ýylylyk geçiriş mümkinçilikleri we nasos güýji talaplary seljerilýän suw kurtkasyny hem öz içine aldy. we 15 l / min).Bu klapan iň pes klapan hökmünde saýlandy, sebäbi netijeler 5 L / min-dan pes akymlar üçin düýpgöter üýtgemedi.Mundan başga-da, temperaturanyň peselmegine garamazdan nasos güýji ep-esli ýokarlanandygy sebäpli iň ýokary baha hökmünde 15 L / min akym tizligi saýlandy.
Dürli IM modelleri ANSYS Fluent-a getirildi we ANSYS Design Modeler ulanyp hasam redaktirlendi.Mundan başga-da, hereketlendirijiniň töweregindäki howanyň hereketini seljermek we atmosfera ýylylygy aýyrmagy öwrenmek üçin AD-yň töwereginde 0,3 × 0,3 × 0,5 m ölçegli guty şekilli korpus guruldy.Şuňa meňzeş derňewler howa we suw bilen sowadylan IM-ler üçin geçirildi.
IM modeli CFD we FEM san usullary bilen modellendirildi.Meshes, çözgüt tapmak üçin domeni belli bir mukdarda bölmek üçin CFD-de gurulýar.Dwigatel komponentleriniň umumy çylşyrymly geometriýasy üçin degişli element ölçegli Tetraedral mesler ulanylýar.Surfaceerüsti ýylylyk geçirişiniň takyk netijelerini almak üçin ähli interfeýsler 10 gatlak bilen dolduryldy.Iki sany MI modeliniň gözenegiň geometriýasy suratda görkezilýär.6a, b.
Energiýa deňlemesi, hereketlendirijiniň dürli ugurlarynda ýylylyk geçirişini öwrenmäge mümkinçilik berýär.Adaty diwar funksiýalary bolan K-epsilon turbulentlik modeli, daşky ýerdäki turbulentligi modellemek üçin saýlandy.Model kinetiki energiýany (Ek) we turbulent ýaýramagy (epsilon) göz öňünde tutýar.Mis, alýumin, polat, howa we suw degişli programmalarynda ulanmak üçin adaty häsiýetleri üçin saýlandy.Atylylyk paýlanyş nyrhlary (2-nji tablisa serediň) giriş hökmünde berilýär we dürli batareýa zonasynyň şertleri 15, 17, 28, 32-e çenli kesgitlenýär. üstesine-de, suw kurtkasy üçin üç dürli suw nyrhy hasaba alyndy (5 l / min, 10 l / min we 15 l / min).Has takyklygy üçin ähli deňlemeler üçin galyndylar 1 × 10–6 deň boldy.Navier Prime (NS) deňlemelerini çözmek üçin SIMPLE (Basyş deňlemeleri üçin ýarym täsirli usul) algoritmini saýlaň.Gibrid başlangyç gutarandan soň, 7-nji suratda görkezilişi ýaly, gurnama 500 gezek gaýtalanar.
Iş wagty: Iýul-24-2023