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 wyznaczenia 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: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 2 (122)
• Strony: 63--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Będkowski Bartłomiej

• Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL 40-203 Katowice, al. Roździeńskiego 188

autor

Madej Jerzy

• Akademia Techniczno-Humanistyczna, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, Katedra Podstaw Budowy Maszyn, 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2

Bibliografia

• [1]. Będkowski B., Madej J. „Własności cieplne pakietu blach elektrotechnicznych – badania i symulacje” Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe KOMEL, nr 2, 2015, s. 117-122.
• [2]. Będkowski B., Madej J. „Wyznaczenie zastępczej rezystancji cieplnej izolacji żłobkowej – badania i symulacje” Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe KOMEL, 2015, s. 123-127.
• [3]. Będkowski B., Madej J. „Analiza wydajności różnych rozwiązań konstrukcyjnych układu chłodzenia silnika elektrycznego do zabudowy w kole” Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe KOMEL, Nr 1/2018(117), 2018, 33-38.
• [4]. Cyganik Ł., Król E., Baranowski J., Drabek T., Dziwiński T., Piątek P. „Analiza termiczna obudowy silnika do zakrętarki elektromechanicznej” Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe KOMEL, Nr 1 (117), str. 39-44, 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, s. 225–229.
• [7]. Mynarek P., Kowol M. „Analiza cieplna silnika PMSM za pomocą metody elementów skończonych i schematów cieplnych” Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe KOMEL 2014; 4(104): 49-54.
• [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, s. 477-488.
• [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 2014; 8(61): 4383–4391.
• [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: s. 2205-2211.
• [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, s. 2218-2223.
• [13]. Soong W.L., „Thermal Analysis of Electrical Machines: Limits and Heat Transfer Principles” Power Engineering Briefing Note Series, Lipiec 2008, s. 19-10.
• [14]. Miller T. J. E., „SPEED's Electric Motors” University of Glasgow, 2002.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).