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混合充磁式磁齿轮复合电机温度场仿真与试验

刘瑞 朱姿娜 张邦京 陈赛旋

刘瑞, 朱姿娜, 张邦京, 陈赛旋. 混合充磁式磁齿轮复合电机温度场仿真与试验[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(3): 215-221. doi: 10.12299/jsues.22-0090
引用本文: 刘瑞, 朱姿娜, 张邦京, 陈赛旋. 混合充磁式磁齿轮复合电机温度场仿真与试验[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(3): 215-221. doi: 10.12299/jsues.22-0090
LIU Rui, ZHU Zina, ZHANG Bangjing, CHEN Saixuan. Simulation and experimental of temperature field of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(3): 215-221. doi: 10.12299/jsues.22-0090
Citation: LIU Rui, ZHU Zina, ZHANG Bangjing, CHEN Saixuan. Simulation and experimental of temperature field of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(3): 215-221. doi: 10.12299/jsues.22-0090

混合充磁式磁齿轮复合电机温度场仿真与试验

doi: 10.12299/jsues.22-0090
基金项目: 江苏省重点研发计划项目资助(BE2020082-3);上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心开放基金资助(ZXY20211101)
详细信息
    作者简介:

    刘瑞:刘 瑞(1998− ),男,在读硕士,研究方向为磁齿轮复合电机控制. E-mail:liurui18251490869@163.com

    通讯作者:

    朱姿娜(1987− ),女,副教授,博士,研究方向为磁力耦合传动. E-mail:zhuzina@126.com

  • 中图分类号: TM341

Simulation and experimental of temperature field of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor

  • 摘要: 研究一种混合充磁式磁齿轮复合电机的温度场,通过对磁齿轮复合电机仿真得到电机铜耗、铁耗以及涡流损耗. 将其结果设置为温度场仿真的热源,对简化的磁齿轮复合电机模型进行瞬态热分析,得到混合充磁式磁齿轮复合电机各部分温度场分布及温度随时间的变化情况. 搭建试验平台进行温度测试,由计算、仿真、试验得到电机各部分随时间变化的温升曲线可知:磁齿轮复合电机内最高温度点在定子绕组部分,温度在安全范围内,不会对电机造成影响.
  • 图  1  混合充磁式磁齿轮复合电机

    Figure  1.  Hybrid magnetizing magnetic gear compound motor

    图  2  网格划分

    Figure  2.  Grid division

    图  3  混合充磁式磁齿轮复合电机损耗云图

    Figure  3.  Loss cloud diagram of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor

    图  4  混合充磁式磁齿轮复合电机模型网格划分

    Figure  4.  Meshing of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor model

    图  5  混合充磁式磁齿轮复合电机各主要部件温度分布

    Figure  5.  Temperature distribution of main components of hybrid charging compound motor

    图  6  混合充磁式磁齿轮复合电机各部分温升

    Figure  6.  Temperature rise of each part of hybrid magnetized magnetic gear composite motor

    图  7  混合充磁式磁齿轮复合电机各部分结构

    Figure  7.  The structure of each part of hybrid magnetizing magnetic gear compound motor

    图  8  混合充磁式磁齿轮复合电机各主要部分实物

    Figure  8.  Physical objects of main parts of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor

    图  9  混合充磁式磁齿轮复合电机结构及实物

    Figure  9.  Structure and object of hybrid magnetizing magnetic gear compound motor

    图  10  混合充磁式磁齿轮复合电机温升试验平台

    Figure  10.  Experimental platform for temperature rise of hybrid magnetizing magnetic gear compound motor

    图  11  混合充磁式磁齿轮复合电机温升对比

    Figure  11.  Comparison of temperature rise of hybrid magnetizing magnetic gear composite motor

    表  1  混合充磁式磁齿轮复合电机设计参数

    Table  1.   Design parameters of hybrid magnetizing magnetic gear compound motor

    参数数值参数数值
    定子铁心半径/mm25外转子永磁体外圆半径/mm47
    调磁环内圆半径/mm32外转子永磁体内圆半径/mm41
    调磁环外圆半径/mm40内转子永磁体外圆半径/mm31
    定子槽数12内转子永磁体内圆半径/mm26
    内转子极对数2内层气隙宽度/mm1
    外转子极对数10中层气隙宽度/mm1
    调磁块数12外层气隙宽度/mm1
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    表  2  混合充磁式磁齿轮复合电机运行时各部件最高温度

    Table  2.   The maximum temperature of each component in operation of hybrid magnetizing magnetic gear compound motor

    名称定子绕组温度/℃调磁环温度/℃
    试验39.2832.71
    仿真38.0131.79
    计算37.2630.39
    试验与仿真误差/%3.372.89
    试验与计算误差/%5.427.63
    仿真与计算误差/%2.014.61
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-19
  • 刊出日期:  2023-09-30

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