本文以一台額定（dìng）功率為50 kW的車用油冷電（diàn）機為研究對象，建立電機熱仿真（zhēn）模型，通（tōng）過有限元仿真（zhēn）軟件，得到了電機工作在額定工況下（xià）的溫（wēn）度場；搭建電機溫升實驗平台驗證仿真結果的準確性，並對熱（rè）仿真過程進行修正。
1 電機參數與熱仿真模型
1.1 電機參數（shù）
本文研究對象為一台額定功率為50 kW的車用永磁同（tóng）步電機，冷卻方式為直接油冷。電機的基本參數如表1所（suǒ）示（shì）。
表（biǎo）1 電（diàn）機的（de）基本參數
1.2 電機物理模型
由於（yú）電機運行過程中發熱主體（tǐ）為電機定子，而轉子（zǐ）發熱小，故本文以電機定子為研究（jiū）對象。在三維軟（ruǎn）件中建立電機的三維模型如圖1所示，其（qí）包括電機殼（ké）體、定子鐵心、等效繞組（zǔ）及兩根進油管。兩根進油（yóu）管靠近繞組（zǔ）一側均布11個出油孔，冷卻油經兩根進油管進入（rù），直接噴灑在（zài）繞組端部；出油口位於電（diàn）機左側，左側的油（yóu）直接由出油口流（liú）出（chū）；電機內右側的油經電機定轉子（zǐ）間氣隙、定子鐵心與殼體（tǐ）鑲嵌結構間隙（xì），流至電機左側，再由出油口流出。
圖1 電機物理（lǐ）模型
1.3 流體（tǐ）域等（děng）效處理
本文將電機內的流體域等效成一個（gè）整體，如圖2所示。流（liú）體域（yù）中的物質以液態油為主（zhǔ），其材料參數先按液態（tài）油設置（zhì），後麵再做（zuò）修正。冷卻（què）油的（de）材料參（cān）數如表2所示。
圖2 流（liú）體域等效處理圖
表2 冷卻油材料（liào）參數
1.4 數學模型
對所研究的電機三維溫度場進行數值分析並建立數學模型（xíng）。由傳熱（rè）學基本（běn）理論知識，設介質各向同性，在直角坐標（biāo）係下求解（jiě）域內三維瞬態（tài）導熱微（wēi）分（fèn）方程及其邊界條件可表示:
表3 額定工（gōng）況下的各部分損耗值
2 電（diàn）機溫（wēn）度場仿真與分析
(a)求解域內電機溫（wēn）度場雲圖
(b)繞組溫度場雲圖
(c)定子鐵心（xīn）溫度場雲圖
圖3 仿（fǎng）真結果（guǒ）
3 溫升實（shí）驗（yàn）與熱仿真模型修正
3.1 電機溫升實驗
圖4 電機溫升（shēng）實驗台
圖5 仿真與（yǔ）實驗溫升對比（bǐ）曲線
3.2 熱仿真模型修正（zhèng）
圖6 修正仿真結果（guǒ）1
圖7 修正仿真結果2
4 結 語
本文以一台額定功率為50 kW的車用油冷電機為研究對象，建立電機（jī）熱仿真（zhēn）模型，通過有限元仿真軟件（jiàn），得到了電機工（gōng）作在額定工況下的溫度（dù）場；搭建電機溫升實驗平台驗證仿真（zhēn）結果的準確性，並對熱仿（fǎng）真過程進行修（xiū）正。
1 電機參數與（yǔ）熱（rè）仿真（zhēn）模型
1.1 電機參數
本文研究對象（xiàng）為一（yī）台（tái）額定功率為50 kW的車用（yòng）永磁同步電機，冷卻（què）方式為直（zhí）接油冷。電機的基本參數如表1所示。
表（biǎo）1 電機（jī）的基本參數
1.2 電機物理模型
由於電機運行過程中發熱（rè）主體為（wéi）電機定子，而轉子發熱小，故本文以電機定子為研究對象。在三維軟件中建立電機的三維模型如圖1所示，其包括電機殼體、定子鐵心、等效繞組及兩根進油管。兩根（gēn）進油（yóu）管靠近繞組一側均布11個出油孔，冷（lěng）卻油經兩根（gēn）進油管進入（rù），直接噴灑在繞組端部（bù）；出油口位於電機左側，左側的油直接由出油口流出（chū）；電機內（nèi）右側的油經電機（jī）定轉子間氣隙、定子鐵心與殼體鑲（xiāng）嵌結構（gòu）間隙，流至電機左側，再由出（chū）油口流出。
圖1 電機物理模型
1.3 流體域等效（xiào）處理
本文將電機內的流體域等效成一個（gè）整體，如圖2所示。流體域中的物質（zhì）以液態油為主，其材料參數（shù）先按液態（tài）油設置，後麵再做修（xiū）正。冷卻油的材料參數如表（biǎo）2所示。
圖2 流體域等效處理圖（tú）
表2 冷卻（què）油材料參數
1.4 數學模型
對所研究的電（diàn）機三維溫度場進行數值分析並建立數學模型。由（yóu）傳熱學（xué）基（jī）本理（lǐ）論知識，設介質各向（xiàng）同性，在直角（jiǎo）坐標（biāo）係下求解域（yù）內三維瞬態導熱微分方（fāng）程及其邊界條件可（kě）表示:
表3 額定工況（kuàng）下的各部分損耗值
2 電機溫度場仿真與分析（xī）
(a)求解域內電機溫度場雲（yún）圖
(b)繞組溫度場雲圖
(c)定子鐵心溫度場雲圖
圖（tú）3 仿真結果
3 溫升實驗與熱仿真模型修正
3.1 電機溫（wēn）升實驗
圖4 電機溫升實驗台
圖5 仿真與實驗溫升對比曲（qǔ）線
3.2 熱仿真模型修正
圖6 修正仿真結果1
圖7 修正仿真結（jié）果2
4 結 語
本文以一台額定功率為（wéi）50 kW的車用油冷電（diàn）機（jī）為研究對象（xiàng），建立電機熱仿真模型，通過有限元仿真軟件，得到了電機工（gōng）作在額定工（gōng）況下的溫度場；搭建電機溫升實驗平台驗證仿真結果的準確性，並對熱仿真過程進行修正。
1 電（diàn）機參數與（yǔ）熱仿真模型
1.1 電（diàn）機參（cān）數
本文研究對（duì）象為一台額（é）定功率為50 kW的車用永磁同步電機，冷卻方式為（wéi）直接油冷。電機的基本參數如表1所示。
表1 電機的基本參數
1.2 電機物理模（mó）型
由於電機運行（háng）過程中發熱主體為電（diàn）機定子，而轉子發熱小，故本文以電機（jī）定子為研（yán）究對象。在三維軟件中建立電機的三維模型如圖1所示，其包（bāo）括（kuò）電（diàn）機殼（ké）體、定子鐵心、等效繞組及兩根進油管。兩根進油（yóu）管靠近（jìn）繞組一側均布11個（gè）出油孔，冷（lěng）卻油經兩根進油管進入，直接噴（pēn）灑（sǎ）在繞組端部；出油口位於電機左側，左側的油直接由出油口流出；電機內右側的油經電機定轉子間氣隙、定子鐵心與殼體鑲嵌結構間隙，流至電機左側，再由出油口流出。
圖1 電機物理模型
1.3 流體域（yù）等效處理
本文將電機內的流體域等效成一個整體（tǐ），如圖2所示。流體域中的物質以（yǐ）液態油為主，其材料參數先按液態油設置，後麵再做（zuò）修正。冷卻油（yóu）的材料參數如表2所示。
圖2 流體域（yù）等效處理圖
表2 冷卻油材料參數
1.4 數學模型
對所研究（jiū）的電機三維溫度場進行數值分析並建立數學模型。由傳熱學基本理論知識，設介質各向同性，在直角坐標係下求解域內三維瞬態導熱微分方（fāng）程及其邊界條件可表示:
表3 額定工況下的各部分損耗（hào）值
2 電（diàn）機溫度（dù）場仿真與分析
(a)求解域內電機溫度場雲圖
(b)繞組（zǔ）溫度場雲圖（tú）
(c)定子鐵心溫度場（chǎng）雲（yún）圖
圖3 仿真結果
3 溫升實驗與熱仿真（zhēn）模（mó）型（xíng）修（xiū）正
3.1 電機溫升實驗
圖4 電（diàn）機溫升實（shí）驗台
圖5 仿真與實驗溫升對比曲線
3.2 熱仿真模型修正
圖6 修正仿真結（jié）果1
圖7 修正仿真結果2
4 結 語
