Eksperymentalna i numeryczna analiza pola temperatury i prędkości w bezszczotkowych silnikach prądu stałego o różnych prędkościach obrotowych

• Autorzy: Melka B. , Smołka J. , Buliński Z. , Ryfa A. , Hetmańczyk J.

Warianty tytułu

EN

An experimental and numerical analysis of temperature and velocity field in the DC brushless motors with various rotational speeds

• Konferencja: Konferencja Naukowo-Techniczna "Problemy cieplne w elektrotechnice i elektrotechnologie" (III ; 21-24.09.2015 ; Konopnica, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono zwalidowany eksperymentalnie model numeryczny do wyznaczenia pola temperatury oraz prędkości wokół bezszczotkowego silnika elektrycznego małej mocy. Pomiary temperatury i prędkości przeprowadzono za pomocą termopar oraz anemometrów stałotemperaturowych. Model numeryczny obejmował silnik wraz z obciążającą go prądnicą oraz bryłę powietrza wokół obu maszyn w celu dokładniejszego odwzorowania warunków wymiany ciepła. Wyniki otrzymane z modelu numerycznego wykazały satysfakcjonującą zgodność z wartościami otrzymanymi podczas pomiaru.

EN

In the paper, a validated numerical model was introduced to determine the temperature and velocity fields outside the electric motor. The analysed object was a brushless permanent magnet motor (PM BLDC) having a rated power of 431 W with neodymium permanent magnets located on the rotor. The temperature and velocity measurements were conducted using thermocouples and constant-temperature anemometers. Numerical model covered the motor with its loading as a generator and the air volume around them in order to improve the heat dissipation conditions. The numerical result show a satisfactory agreement with the values obtained during measurements.

Słowa kluczowe

PL

bezszczotkowy silnik prądu stałego; silnik PM BLDC; wymiana ciepła; model termiczny

EN

PM BLDC motor; CFD; heat transfer; thermal model

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 126
• Strony: 109--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Melka B.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej

autor

Smołka J.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej

autor

Buliński Z.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej

autor

Ryfa A.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej

autor

Hetmańczyk J.

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

Bibliografia

• [1] Luo F., Yeo H.: Advanced PM brushless DC motor control and system for electric vehicles, Industry Applications Conference, Vol. 2, 2000, pp. 1336-1343.
• [2] Chau K., Chan C., Liu C.:Overview of permanent-magnet brushless drives for electric and hybrid electric vehicles, IEEE Transactions on industrial electronics, Vol. 55, No. 6, 2008, pp. 2246-2257.
• [3] Hetmańczyk J., Krykowski K.:Simulation and laboratory tests of a PM BLDC Motor with rotor position sensor in velocity control circuit, No. 72, 2005, pp. 149-154 (in Polish).
• [4] Boglietti A., Cavagnino A., Staton D., Shanel M., Mueller M., Mejuto C., Evolution and Modern Approaches for Thermal Analysis of Electrical Machines, IEEE Transactions on industrial electronics, Vol. 56, No. 3, 2009, pp. 871-882.
• [5] Lundström H., Sandberg M., Mosfegh B.: Temperature dependence of convective heat transfer from fine wires in air: A comprehensive experimental investigation with application to temperature compensation in hot-wire anemometry, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 32, No. 2, 2007, pp. 649-657.
• [6] Tewari S., Jaluria Y.: Calibration of constant‐temperature hot‐wire anemometers for very low velocities in air, Review of Scientific Instruments , No. 61, 1990, pp. 3834-3845.
• [7] Wrobel R., Mellor P., Holliday D.: Thermal analysis of a segmented stator winding design, Energy Conversion Congress and Exposition, 2010, pp. 1290-1297.
• [8] Wrobel R, Mellor P.: A general cuboidal element for three-dimensional thermal modelling, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 46, No. 8, 2010, pp. 3197-3200.
• [9] Saqr K., Aly H., Wahid M., Sies M.: Numerical simulation of confined vortex flow using a modified k-epsilon turbulence model, CFD Letters, Vol. 1, No. 2, 2009, pp. 87-94.

Uwagi

Projekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2011/03/D/SR8/04171