2D steady-state thermal analysis of a line-start, permanent magnet synchronous motor

• Autorzy: Lipiński Sz. , Grunt K. , Zawilak J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.03.42

Warianty tytułu

PL

Dwuwymiarowa analiza ustalonego stanu cieplnego silnika synchronicznego wzbudzonego magnesami trwałymi i rozruchu bezpośrednim

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presented paper contains an analysis of heat transfer in a low power electric motor. A numerical model is presented together with its empirical verification. The model includes mixed convection as well as heat diffusion in motor’s frame. Steady-state conditions at constant rated load were investigated. Frame surface temperature distribution obtained using CFD was compared with measurements conducted using thermocouples. Comparison between measured and calculated temperatures allows for an assessment of accuracy of the presented numerical model.

PL

Artykuł zawiera analizę wymiany ciepła w silniku synchronicznym wzbudzonym magnesami trwałymi i rozruchem bezpośrednim małej mocy. Zaprezentowano model numeryczny oraz jego weryfikacją eksperymentalną. W obliczeniach uwzględniono konwekcję mieszaną oraz dyfuzję ciepła wewnątrz maszyny. Wyniki obliczeń temperatury na powierzchni silnika porównano z pomiarami wykonanymi przy pomocy termopar. Porównanie wyników pomiarów i obliczeń pozwala na ocenę dokładności modelu numerycznego.

Słowa kluczowe

EN

synchronous motor; permanent magnet; line-start; thermal analysis; computational fluid dynamics

PL

silnik synchroniczny; magnes trwały; rozruch bezpośredni; analiza termiczna; obliczeniowa mechanika płynów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 3
• Strony: 181--184
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fot., tab.

Twórcy

autor

Lipiński Sz.

• Faculty of Electrical Engineering, Wroclaw University of Technology, ul. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Grunt K.

• Faculty of Mechanical and Power Engineering, Wroclaw University of Technology, ul. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Zawilak J.

• Faculty of Electrical Engineering, Wroclaw University of Technology, ul. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Lefik M.: Design of permanent magnet synchronous motors including thermal aspects, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic En-gineering, 34, pp. 561–572, 2015.
• [2] Faharani M., Gockenbach E., Borsi H., Shäfer K., Kaufhold M.: Behavior of Machine Insulation Systems Subjected to Accelerated Thermal Aging Test, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 17(5), pp. 1364–1372, 2010.
• [3] 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, 56(3), pp. 871–882, 2009.
• [4] Çengel Y., Ghajar A.: Heat and Mass Transfer Fundamentals & Applications, McGraw Hill Education, 5th edition, Chapter Five: External Forced Convection, pp. 307–378, 2015.
• [5] ANSYS Maxwell 16.2: Maxwell 2D Technical Notes – Transient Simulation, Maxwell Online Help
• [6] ANSYS CFX 16.2: CFX Modelling Guide & Theory Guide, ANSYS Help Viewer
• [7] Menter F. R., Kuntz M., Langtry R.: Ten years of industrial experience with the SST turbulence model, Turbulence, Heat and Mass Transfer 4, Begell House Inc., 2003.
• [8] Mynarek P., Kowol M.: Metoda homogenizacji uzwojeń wsypywanych w maszynach elektrycznych, Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe, Nr 1/2015 (105), pp. 149–154, 2015.
• [9] ANSYS Fluent 16.2: Fluent Theory Guide, ANSYS Help Viewer

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).