Wyznaczenie zalecanego minimalnego natężenia przepływu czynnika chłodzącego dla układu chłodzenia silnika elektrycznego do zabudowy w kole

• Autorzy: Będkowski Bartłomiej , Madej Jerzy

Warianty tytułu

EN

The recommended minimum coolant volume flow rate determination of the wheel motor cooling system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca prezentuje metodę wyznaczania minimalnego natężenia przepływu czynnika chłodzącego dla układu chłodzenia silnika elektrycznego do zabudowy w kole. Do wyznaczenia zalecanego natężenia przepływu został przygotowany przestrzenny model obliczeniowy do obliczeń CFD. W wyniku przeprowadzonych symulacji określono minimalne natężenie przepływu medium chłodzącego, zapewniające efektywne chłodzenie opracowanej konstrukcji prototypu silnika. Obliczenia prowadzone na modelu dyskretnym zostały poddane kalibracji w oparciu o badania laboratoryjne. W pracy wykazano, że przy specyficznej konstrukcji silnika w modelu obliczeniowym należy uwzględnić zmianę rezystancji cieplnej pomiędzy obwodem elektromagnetycznym a radiatorem.

EN

The method for determining the minimum volume flow rate of cooling medium for the cooling system of an electric motor for installation in a wheel is presented in the work. For determine the recommended flow rate, a spatial calculation model and the CFD software were used. The minimum flow intensity of the cooling medium, which ensure effective cooling of the motor prototype, was determined as result of simulations. The discrete, calibrated on the basis of laboratory tests, model of the real motor was used for calculations. In addition, the paper showed that with a specific motor design, the variable thermal resistance between the electromagnetic circuit and the heat sink must be taken into account in the calculation model.

Słowa kluczowe

PL

MES; CFD; obliczenia cieplne; rezystancje cieplne; obliczenia przepływu; kalibracja modelu numerycznego; układ chłodzenia; silnik w kole; napęd elektryczny

EN

FEM; CFD; thermal calculations; flow calculations; thermal resistance; numerical model calibration; cooling system; wheel motor; electric drive

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 23, nr 9
• Strony: 62, 64--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Będkowski Bartłomiej

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL

autor

Madej Jerzy

• Akademia Techniczno-Humanistyczna, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, Katedra Podstaw Budowy Maszyn, Bielsko-Biała

Bibliografia

• [1] Będkowski B., Madej J.: Własności cieplne pakietu blach elektrotechnicznych – badania i symulacje. „Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne KOMEL” 2/2015.
• [2] Będkowski B., Madej J.: Wyznaczenie zastępczej rezystancji cieplnej izolacji żłobkowej – badania i symulacje. „Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne KOMEL”, 2/2015.
• [3] Będkowski B., Madej J.: Analiza wydajności różnych rozwiązań konstrukcyjnych układu chłodzenia silnika elektrycznego do zabudowy w kole. „Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne KOMEL” 1/2018.
• [4] Cyganik Ł., Krol E., Baranowski J., Drabek T., Dziwiński T., Piątek P.: Analiza termiczna obudowy silnika do zakrętarki elektromechanicznej. „Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne KOMEL” 1/2018.
• [5] Hendershot J.R., Miller T.J.E.: Design of brushless permanent-magnet motors. Magna Physics Pub., 1994.
• [6] Mejuto C., Mueller M., Shanel M., Mebarki A., Staton D.: Thermal modelling investigation of heat paths due to iron losses in synchronous machines. Proc. IEEE PEMD, 2008.
• [7] Mynarek P., Kowol M.: Analiza cieplna silnika PMSM za pomocą metody elementów skończonych i schematów cieplnych. „Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne KOMEL” 4/2014.
• [8] Nategh S., Wallmark O., Leksell M., Zhao S.: Thermal Analysis of a PMaSRM Using Partial FEA and Lumped Parameter Modeling. IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 27, no. 2, 2012.
• [9] SanAndres U., Almandoz G., Poza J., Ugalde G.: Design of Cooling Systems Using Computational Fluid Dynamics and Analytical Thermal Models. Industrial Electronics. IEEE Transactions 8(61)/2014.
• [10] Zhang B., Qu R., Xu W., Wang J., Chen Y.: Thermal Model of Totally Enclosed Water-Cooled Permanent Magnet Synchronous Machines for Electric Vehicle Applications. IEEE, Berlin 2014.
• [11] Staton D.A.: Electric Motor Cooling System Design. ICEM, Berlin 2014.
• [12] Siesing L., Reinap A., Andersson M.: Thermal properties on high fill factor electrical windings: Infiltrated vs non infiltrated. IEEE, Berlin 2014.
• [13] Soong W.L.: Thermal Analysis of Electrical Machines: Limits and Heat Transfer Principles. Power Engineering Briefing Note Series lipiec 2008.
• [14] Miller T.J.E.: SPEED’s Electric Motors. University of Glasgow, 2002.

Uwagi

• Projekt „Innowacyjne rozwiązania napędu bezpośredniego pojazdów elektrycznych”, współfinansowany ze środków NCBiR w ramach programu LIDER VII, zgodnie z umową: LIDER/24/0082/L-7/15/ NCBR/2016.

• Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).