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電動機熱管理分析

根據上文所提到的，本總成結構熱分析主要針對于電動機的兩種不同的熱管理方案分析，通過對比分析電動機內部各零部件溫度場分布，從而得出兩種方案的差異性和未來發展趨勢的可行性。下圖3為電動機徑向剖面示意圖(包括熱傳遞途徑)。

在開始分析兩種熱管理方案的溫度場分布時，假設電動機的熱損耗均以熱傳導及熱對流的方式被電動機水套及轉子內部油冷給吸收，并轉化成為電動機的溫升。電動機殼體及端蓋、變速器殼體等均處于室溫狀態，無風條件下，開展此前提下的散熱仿真分析。其各個零部件的材料屬性及加載的邊界條件等設置均為相同的情況下進行分析，且為了簡便其前處理、運算過程，對其總成結構的溫升模型及導熱/散熱問題進行如下歸納假設：

(1)總成結構中損耗均轉化為熱量，且通過散熱介質傳遞;

(2)總成機殼表面的風散熱問題暫不考慮;

(3)不考慮材料隨溫度的變化影響;

(4)不考慮熱輻射的影響;

龍工50鏟車波箱型號

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(5)不考慮集膚效應的影響。

1. 熱管理方案一(僅電動機定子水冷套的熱管理方案)

本節主要是在總成結構中電動機冷卻熱管理只采用電動機定子水冷的情況下，針對電動機各零部件的溫度場分析。電動機轉子的熱傳遞則主要是先通過轉子本身材質的熱傳導方式到轉子表面，然后通過定轉子之間氣隙空氣的熱對流傳熱傳輸到定子部件上，然后通過定子本身的熱傳導和水冷套的熱對流方式，最終把熱量傳遞散熱出去。根據等效熱阻網絡模型的溫度場分布，需要計算出電動機定轉子及氣隙的材料熱性能參數、熱對流換熱系數等。圖4為電動機水冷套的結構示意圖。

圖4 電動機水冷散熱結構

針對電動機本體熱管理分析利用等效熱阻網絡法模型計算;首先需要查出電動機各個零部件的材料熱性能參數，其次需要計算出電動機零部件之間存在熱對流時的等效換熱系數等，例如定子水冷套與水的等效換熱系數和定轉子之間氣隙的等效散熱系數的計算等。通過流體力學仿真軟件進行仿真計算得出各熱傳導熱對流等需要的參數，最終把各參數帶入到等效熱阻網絡法的數學矩陣模型中，將很簡便的得出各零部件的溫度場變化情況。