Obecnie w wielu innowacyjnych projektach i rozwiązaniach zainteresowanych wykorzystaniem do napędu silniki elektryczne, szczególną uwagę zwraca się na odpowiednio wysoki stosunek mocy do masy silnika, wyrażany poprzez tzw. współczynnik gęstości mocy ξ. W szczególnym stopniu dotyczy to takich aplikacji jak lotnictwo, e-mobility czy przemysł nautyczny. W niniejszym artykule przedstawiono rozwiązanie silników opracowanych w Instytucie Łukasiewicz – KOMEL, funkcjonujących pod nazwą LEMoK. Przedstawione w publikacji rozwiązanie cechuje się mocą ciągłą 37 kW dla prędkości 5400 rpm i masie silnika 9.5 kg, co pozwala na uzyskanie współczynnika gęstości mocy ξ = 3.9 kW/kg (dla mocy ciągłej). Moc maksymalna silnika wynosi 79 kW.
EN
Currently, in many innovative projects and solutions interested in the use of electric motors, special attention is paid to the appropriately high power-to-weight ratio of the motor, expressed by the so-called power density factor ξ. This applies in particular to applications such as aviation, e-mobility or the nautical industry. This article presents motor solutions developed at the Łukasiewicz - KOMEL Institute, operating under the name LEMoK. The solution presented in the publication is characterized by a continuous power of 37 kW for 5400 rpm and motor weight of 9.5 kg, which allows for a power density factor of ξ = 3.9 kW/kg (for continuous power). The maximum motor power is 79 kW.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a method of parameterization of the thermal model of an electric motor on the example of an external rotor induction motor with high power density. The simulations presented in this paper were carried out on the motor model with a copper rotor cage with a rated power 25 kW and a mass of 16 kg. This construction, due to the demanding operating conditions they are subjected to, require precise thermal analysis at the design stage. In many works, this analysis is usually limited to thermal simulations without taking into account the rotating elements of the motor. This article presents a method of numerical determination of selected parameters of the CFD model, including the value of the heat transfer coefficient through the air gap, taking into account the rotational motion of the rotor, the convection coefficient, describing the intensity of convective heat exchange of the outer surface of the rotor body with the environment, and an alternative method of numerical determination of substitute values stator winding thermal conductivity coefficients. Based on the results obtained in numerical simulations, a three-dimensional CFD model of the motor was developed and solved.
PL
W publikacji przedstawiono sposób parametryzacji modelu cieplnego silnika elektrycznego na przykładzie silnika indukcyjnego z wirnikiem zewnętrznym o dużej gęstości mocy. Przedstawione w niniejszej pracy symulacje przeprowadzono na modelu sinika z miedzianą klatką wirnika o mocy znamionowej 25 kW i masie 16 kg. Tego rodzaju konstrukcje, ze względu na wymagające warunki eksploatacji, jakim są poddawane, wymagają precyzyjnej analizy termicznej na etapie projektowania. W wielu pracach analiza ta ogranicza się zwykle do symulacji termicznych bez uwzględnienia wirujących elementów maszyny. W niniejszym artykule zaprezentowano metodę numerycznego wyznaczania wybranych parametrów modelu CFD, w tym wartości współczynnika przenikania ciepła przez szczelinę powietrzną z uwzględnieniem ruchu obrotowego wirnika, współczynnika przejmowania ciepła, opisującego intensywność konwekcyjnej wymiany ciepła zewnętrznej powierzchni obudowy wirnika z otoczeniem oraz przedstawiono alternatywną metodę numerycznego wyznaczania wartości zastępczych współczynników przewodzenia ciepła uzwojenia stojana. Na podstawie wyników uzyskanych w symulacjach numerycznych opracowano i rozwiązano trójwymiarowy model CFD silnika.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.