Własności cieplne pakietu blach elektrotechnicznych - badania i symulacje

• Autorzy: Będkowski B. , Madej J.

Warianty tytułu

EN

Thermal properities of silicon steel core - research and simulations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W analizach elektromagnetycznych, mechanicznych czy termicznych niezbędna jest znajomość własności materiałowych badanego elementu. Analiza termiczna maszyn elektrycznych wymaga znajomości własności cieplnych poszczególnych elementów wchodzących w skład urządzenia. Wartość parametrów cieplnych dla materiałów, z których wykonana jest większość części maszyn elektrycznych jest ogólnie dostępna. Jednakże zdarzają się wyjątki, których przykładem jest pakiet blach elektrotechnicznych. Producenci blach rzadko udostępniają wartość przewodności cieplnej. Dodatkowo parametr ten przyjmuje inną wartość dla jednej blachy, a inną dla pakietu blach elektrotechnicznych. Ponadto przewodność cieplna jest inna w kierunku podłużnym, a inna w kierunku poprzecznym pakietu. Zależy ona od takich czynników jak rodzaj izolacji pomiędzy blachami, czy siły użytej podczas pakietowania. W artykule przedstawiono proste doświadczenie, które wspomagane programem do obliczeń termicznych, pozwala na wyznaczenie parametrów przewodności cieplnych pakietu blach elektrotechnicznych. Doświadczenie polega na jednostronnym ogrzewaniu próbki w postaci pakietu blach i monitorowaniu rozkładu temperatury. Modelując to doświadczenie w programie do analiz termicznych i kalibrując model obliczeniowy wynikami eksperymentu wyznaczano wartość przewodności cieplnej pakietu blach w dwóch prostopadłych kierunkach.

EN

During the electromagnetic, mechanical and thermal analysis the material properties of analyzed element are necessary to know. Moreover, during the thermal analysis of electrical machines, the knowledge of the thermal properties of their individual components is required. Thermal properties of most electrical machines parts are readily available. However, there are exceptions, an example may be a silicon steel core. Electrical sheets’ manufacturers rarely provide thermal conductivity values. Additionally, this property Has a different value when you consider a silicon steel core. In this case this value is different along and across the lamination stack. It depends on many factors such as the type of insulation and the lamination stack pressure. The simple experiment together with the program for the thermal calculation which allows to determine the thermal conductivity parameters of laminations stack are presented in this article. The experiment is based on monitoring the temperature of heated sample of lamination stack. In the next step experiment was modeled In the program which allows for thermal analysis. As a result of the calibration of the calculation model the thermal conductivity, along and across the lamination of the laminations stack, was determined.

Słowa kluczowe

PL

MES; przewodność cieplna; pakiet blach elektrotechnicznych; analiza numeryczna

EN

FEM; thermal conductivity; lamination stack; numerical analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 2 (106)
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

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.: „Możliwości metod 3D FEM i CFD w analizie systemów chłodzenia maszyn elektrycznych - część wstępna”, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe KOMEL, (94), nr 1, 2012, s. 139-143.
• [2]. Bennion K.; „Electric Motor Thermal Management” National Renewable Energy Laboratory, Washington 2012.
• [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]. Polak A., Barański M.: „Termograficzne badania maszyn elektrycznych – na co należy zwrócić szczególną uwagę”, Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe KOMEL 207; 76: 133-136.
• [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.