CFD仿真技术在电机冷却设计中的应用（二）

郝增奎 · 发表于 2014-3-14 20:16:11

2.3 计算结果与试验验证

电机冷却设计的目的是降低电机温升，保证电机运行的安全性和可靠性。除了保证电机温升不超过允许的限度，还应尽量保证温度分布的均匀性以减少温差引起的热应力。因此，在电机设计中我们需要获得一些参数来指导设计，例如速度、压力、流量和温度分布等，仿真计算能够将这些参数输出和显示，如图2中显示的温度分布和图3显示的速度矢量。

图2 电机部件温度分布图

图3 电机内风扇的速度矢量图

通过计算得到的流量值，可预测是否满足冷却要求，分析流量分布，改进结构使流量按适当比例沿冷却通道流动，保证发热部件具有合适的温升等。通过计算得到压力，可预测水冷电机需要提供的水压，以及风道内的压力分布，减少负压或压力过高引起的不利影响。仿真计算除了能够输出电机各部位的温度分布，还能输出各部件的最高、最低和平均温升，以及可以判断空气流动方向的速度矢量图。电机运行时，旋转部件产的机械损耗也能通过仿真计算得到。

电机通风散热的仿真分析能够为电机冷却设计提供有力的理论依据，但是判断仿真结果的准确性，使其达到仿真的真正目的和作用尤为重要。为了能够完善仿真方法，以电机产品为实例，进行仿真计算和电机的温升试验，将计算得到的速度和温度数据与试验数据对比，分析误差产生的原因，从而避免产生误差的因素，完善仿真方法使其能够更准确的指导电机设计。

3 结论

本文主要介绍了CFD仿真计算在电机冷却设计中的应用，概述了仿真方法和仿真流程，介绍了电机通风散热仿真分析流程中的一些注意事项。举例说明了仿真计算得到的参数对电机结构设计的指导作用，同时说明了试验验证对完善仿真方法的重要意义。