Obliczenia efektywności chłodzenia silnika elektrycznego

• Autorzy: Będkowski B. , Madej J.

Warianty tytułu

EN

Calculation of cooling efficiency of the electric motor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy opisu budowy skalibrowanego modelu obliczeniowego silnika elektrycznego i prezentuje efektywność chłodzenia urządzenia przy zastosowaniu powietrznego układu chłodzenia. Badania kalibracyjne zostały przeprowadzone na stanowisku, składającym się z kompletnego kadłuba wraz ze stojanem i wałem z wentylatorem osadzonym na jego końcu. W wyniku przeprowadzonych badań zmierzono wydatek wentylatora zamontowanego w układzie chłodzącym oraz prędkość powietrza w wybranych punktach wokół kadłuba, a następnie przeprowadzono próby nagrzewania i rejestracji temperatury w wybranych punktach pomiarowych. Pomiar wydatku wentylatora przeprowadzono metodą kalorymetryczną oraz przy pomocy termoanemometru. Pomiary wydajności powietrznego układu chłodzenia przeprowadzono dla różnych wartości strat (150W, 350W, 550W) przy stałej prędkości obrotowej wentylatora (900 obr/min) oraz dla stałej mocy (550W) przy różnych prędkościach wentylatora (300 obr/min, 600 obr/min, 900 obr/min). Obliczenia przeprowadzono budując osobno modele dyskretne do wyznaczenia wydatku wentylatora i do obliczeń cieplno-przepływowych w celu określenia temperatury w wybranych punktach układu. Przeprowadzone badania i obliczenia pozwoliły opracować zestaw charakterystyk przedstawiających wpływ prędkości obrotowej wentylatora na temperaturę wybranych elementów układu.

EN

The preparation of a calibrated numerical model of the electric motor and the effectiveness of the air cooling system are presented in the article. The bench, consisting of a complete motor case and the stator, and the shaft with a fan mounted on its end was used to the model calibration. The volume flow rate of the fan with air velocity at selected points around the motor case, and the temperature at the selected measuring points in the device thermal steady state were measured. The calorimetric method and thermoanemometr were used to measure volume flow rate of the fan. The performance of the air cooling system for different values of losses (150W, 350W, 550W) at a constant fan speed (900 rpm) and for constant power (550W) at different fan speeds (300 rpm, 600 rpm, 900 rpm) was carried out. The discrete models for fan volume flow rate and the heat-flow calculations were prepared separately to determine the temperature of selected points of the cooling system. The set of characteristics showing the effects of rotational speed of the fan to the temperature of selected elements of the system was prepared on the basis of the tests and calculations.

Słowa kluczowe

PL

MES; CFD; obliczenia cieplne; chłodzenie powietrzne; wydajność wentylatora

EN

FEM; CFD; thermal calculations; air cooling; fan efficiency

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 2 (110)
• Strony: 15--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Będkowski B.

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

autor

Madej J.

• 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]. Hendershot J. R., Miller T. J. E.: „Design of brushless permanent-magnet motors” Magna Physics Pub., 1994.
• [4]. Kuchynkova H., Hajek V.: „Measurment of temperature of electrical Machines using thermovision camera”, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, KOMEL 2010; 87: 139-134.
• [5]. 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.
• [6]. Mukosiej J.: „Problem dokładności badań cieplnych maszyn elektrycznych”, Maszyny Elektryczne Zeszyty Problemowe, KOMEL, nr 100, 2013, s. 67-72.
• [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]. Pełczewski W.: „Zagadnienia cieplne w maszynach elektrycznych” Warszawa: PWT, 1956.
• [10]. 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.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę