Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik.CSS laguntza mugatua duen arakatzailearen bertsioa erabiltzen ari zara.Esperientzia onena lortzeko, eguneratutako arakatzailea erabiltzea gomendatzen dugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea).Bitartean, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScriptrik gabe erakusten ari gara.
Motorraren funtzionamendu-kostuak eta iraupena direla eta, motorren kudeaketa termikoaren estrategia egokia oso garrantzitsua da.Artikulu honek indukzio-motorrentzako kudeaketa termikoaren estrategia garatu du, iraunkortasun hobea emateko eta eraginkortasuna hobetzeko.Horrez gain, motorra hozteko metodoei buruzko literaturaren berrikuspen zabala egin zen.Emaitza nagusi gisa, potentzia handiko airez hoztutako motor asinkrono baten kalkulu termikoa ematen da, beroaren banaketaren arazo ezaguna kontuan hartuta.Horrez gain, azterketa honek bi hozte estrategia edo gehiago dituen ikuspegi integratua proposatzen du egungo beharrak asetzeko.100 kW-ko airez hoztutako motor asinkronoaren eredu baten eta motor beraren kudeaketa termiko hobetuaren eredu baten azterketa numerikoa egin da, non motorraren eraginkortasunaren handitze nabarmena lortzen den aire hoztearen eta ura hozteko sistema integratuaren konbinazioaren bidez. egindako.Airearekin eta urez hoztutako sistema integratua aztertu zen SolidWorks 2017 eta ANSYS Fluent 2021 bertsioak erabiliz.Hiru ur-fluxu ezberdin (5 L/min, 10 L/min eta 15 L/min) airez hoztutako indukzio-motor konbentzionalekin aztertu dira eta argitaratutako baliabideak erabiliz egiaztatu dira.Azterketak erakusten du emari-abiadura desberdinetarako (5 L/min, 10 L/min eta 15 L/min hurrenez hurren) dagozkion tenperatura murrizketak %2,94, %4,79 eta %7,69 lortu ditugula.Hori dela eta, emaitzek erakusten dute txertatutako indukzio-motorrak modu eraginkorrean murriztu dezakeela tenperatura airez hoztutako indukzio-motorrarekin alderatuta.
Motor elektrikoa ingeniaritza zientzia modernoaren asmakizun nagusietako bat da.Motor elektrikoak etxetresna elektrikoetan hasi eta ibilgailuetaraino erabiltzen dira, automobilgintza eta industria aeroespazialean barne.Azken urteotan, indukzio-motorren (AM) ospea areagotu egin da abiarazte-momentu handiagatik, abiadura kontrolatu onagatik eta gainkarga-ahalmen moderatuarengatik (1. irudia).Indukzio-motorrek zure bonbillak distira egiteaz gain, zure etxeko tramankulu gehienak elikatzen dituzte, hortzetako eskuilatik hasi eta Teslaraino.IMn energia mekanikoa estatorearen eta errotorearen harilkatuen eremu magnetikoaren kontaktuan sortzen da.Horrez gain, IM aukera bideragarria da lur arraroen metalen hornidura mugatua dela eta.Hala ere, ADen desabantaila nagusia da haien bizitza eta eraginkortasuna tenperaturarekiko oso sentikorrak direla.Indukzio-motorrek munduko elektrizitatearen %40 inguru kontsumitzen dute, eta horrek makina hauen energia-kontsumoa kudeatzea ezinbestekoa dela pentsarazi behar gaitu.
Arrhenius ekuazioak dio funtzionamendu-tenperaturaren 10 °C igotzen den bakoitzean, motor osoaren bizitza erdira murrizten dela.Hori dela eta, makinaren fidagarritasuna bermatzeko eta produktibitatea areagotzeko, beharrezkoa da odol-presioaren kontrol termikoari arreta jartzea.Iraganean, analisi termikoa alde batera utzi zen eta motor-diseinatzaileek arazoa periferian bakarrik kontuan hartu zuten, diseinu-esperientzian edo beste dimentsio-aldagai batzuetan oinarrituta, hala nola harilkatze-korronte-dentsitatean, etab. Planteamendu hauek segurtasun-marjina handiak aplikatzen dituzte txarrenerako. kasua berotzeko baldintzak, eta ondorioz makinaren tamaina handitzea eta, beraz, kostua handitzea.
Bi motatako analisi termikoak daude: zirkuituen analisia eta zenbakizko metodoak.Metodo analitikoen abantaila nagusia kalkuluak azkar eta zehaztasunez egiteko gaitasuna da.Dena den, ahalegin handia egin behar da zirkuituak bide termikoak simulatzeko zehaztasun nahikoarekin definitzeko.Bestalde, zenbakizko metodoak fluidoen dinamika konputazionala (CFD) eta egiturazko analisi termikoa (STA) bereizten dira, biak elementu finituen analisia (FEA) erabiltzen dutenak.Zenbakizko analisiaren abantaila da gailuaren geometria modelatzeko aukera ematen duela.Hala ere, sistemaren konfigurazioa eta kalkuluak zailak izan daitezke batzuetan.Jarraian aipatzen diren artikulu zientifikoak indukzio-motor moderno ezberdinen analisi termiko eta elektromagnetikoen adibide hautatuak dira.Artikulu hauek motor asinkronoetako fenomeno termikoak eta hozteko metodoak aztertzera bultzatu zituzten egileak.
Pil-Wan Han1 MIren analisi termiko eta elektromagnetikoetan aritu zen.Zirkuituen analisi-metodoa analisi termikorako erabiltzen da, eta denbora-aldaketako elementu magnetiko finituen metodoa analisi elektromagnetikorako.Edozein aplikazio industrialetan gainkarga termikoaren babesa behar bezala emateko, estatorearen haizearen tenperatura fidagarritasunez kalkulatu behar da.Ahmed eta lank.2-k maila altuagoko bero-sarearen eredu bat proposatu zuten, gogoeta termiko eta termodinamiko sakonetan oinarrituta.Babes termiko industrialeko helburuetarako modelizazio termikoko metodoen garapenak soluzio analitikoetatik eta parametro termikoak kontuan hartzen ditu.
Nair et al.3-ek 39 kW-ko IM baten eta 3D zenbakizko analisi termiko baten analisi konbinatua erabili zuten makina elektriko baten banaketa termikoa aurreikusteko.Ying-ek et al.4-ek haizagailuz hoztutako guztiz itxita (TEFC) IMak aztertu zituzten 3D tenperaturaren estimazioarekin.Moon et al.5 IM TEFC-ren bero-fluxuaren propietateak aztertu zituen CFD erabiliz.LPTN trantsizio motorraren eredua Todd et al-ek eman zuten6.Tenperatura-datu esperimentalak proposatutako LPTN eredutik eratorritako tenperatura kalkulatuekin batera erabiltzen dira.Peter et al.7ek CFD erabili zuten motor elektrikoen portaera termikoari eragiten dion aire-fluxua aztertzeko.
Cabral et al8-ek IM eredu termiko sinple bat proposatu zuten, non makinaren tenperatura zilindroaren bero-difusioaren ekuazioa aplikatuz lortzen zen.Nategh et al.9k trakzio motor sistema autoaireztatu bat aztertu zuten CFD erabiliz osagai optimizatuen zehaztasuna probatzeko.Horrela, zenbakizko eta esperimentazio-azterketak erabil daitezke indukzio-motorren analisi termikoa simulatzeko, ikus irud.2.
Yinye et al.10ek kudeaketa termikoa hobetzeko diseinu bat proposatu zuten, material estandarren propietate termiko komunak eta makinen piezen galeraren iturri arruntak baliatuz.Marco et al.11ek CFD eta LPTN ereduak erabiliz makinen osagaietarako hozte-sistemak eta ur-jakinak diseinatzeko irizpideak aurkeztu zituzten.Yaohui et al.12-ek hainbat jarraibide ematen dituzte hozte-metodo egokia hautatzeko eta diseinu-prozesuaren hasieran errendimendua ebaluatzeko.Nell et al.13-ek simulazio elektromagnetiko-termiko akoplaketarako ereduak erabiltzea proposatu zuten balio sorta jakin baterako, xehetasun-maila eta konputazio-potentziarako problema multifisika baterako.Jean et al.14 eta Kim et al.15 airez hoztutako indukzio-motor baten tenperatura-banaketa aztertu zuten 3D akoplatutako FEM eremua erabiliz.Kalkulatu sarrerako datuak 3D korronte ertainen analisiaren bidez Joule-galerak aurkitzeko eta analisi termikorako erabili.
Michel et al.16-ek ohiko hozte-haizagailu zentrifugoak hainbat diseinutako haizagailu axialekin alderatu zituzten simulazio eta esperimentuen bidez.Diseinu horietako batek hobekuntza txiki baina nabarmenak lortu zituen motorraren eraginkortasunean, funtzionamendu-tenperatura bera mantenduz.
Lu et al.17ek zirkuitu magnetiko baliokidearen metodoa erabili zuten Boglietti ereduarekin batera indukzio-motor baten ardatzean burdin-galerak kalkulatzeko.Egileek buruko motorren barruko edozein sekziotan fluxu magnetikoaren dentsitatearen banaketa uniformea dela uste dute.Haien metodoa elementu finituen analisiaren eta eredu esperimentalen emaitzekin alderatu dute.Metodo hau MIren analisi espresetarako erabil daiteke, baina bere zehaztasuna mugatua da.
18. Indukzio-motor linealen eremu elektromagnetikoa aztertzeko hainbat metodo aurkezten dira.Horien artean, errail erreaktiboetan potentzia-galerak kalkulatzeko metodoak eta trakzio-indukzio-motor linealen tenperatura-igoera aurreikusteko metodoak deskribatzen dira.Metodo hauek indukzio-motor linealen energia bihurtzeko eraginkortasuna hobetzeko erabil daitezke.
Zabdur et al.19ek hozte-jaken errendimendua ikertu du hiru dimentsioko zenbakizko metodoa erabiliz.Hozte jakak ura erabiltzen du IM trifasikorako hozte-iturri nagusi gisa, eta hori garrantzitsua da ponpatzeko behar diren potentziarako eta tenperatura maximoetarako.Rippel et al.20ek hozte-sistemen likido-sistemen ikuspegi berri bat patentatu dute zeharkako hozte laminatua izenekoa, zeinetan hozgarria zeharka isurtzen baita elkarren laminazio magnetikoko zuloek osatutako eskualde estuetan zehar.Deriszade et al.21ek esperimentalki ikertu zuen trakzio-motorren hoztea automobilgintzan, etilenglikol eta uraren nahasketa erabiliz.Ebaluatu hainbat nahasteren errendimendua CFD eta 3D fluido nahasien analisiarekin.Boopathi et al.22-ren simulazio-azterketa batek erakutsi zuen urez hoztutako motorretan (17-124°C) tenperatura-tartea airez hoztutako motorretan (104-250°C) baino nabarmen txikiagoa dela.Aluminiozko urez hoztutako motorraren tenperatura maximoa % 50,4 murrizten da eta PA6GF30 urez hoztutako motorren tenperatura maximoa % 48,4 murrizten da.Bezukov et al.23-ek eskala eraketak motorren hormaren eroankortasun termikoan duen eragina ebaluatu zuten hozte-sistema likido batekin.Ikerketek frogatu dute 1,5 mm-ko lodiera duen oxidozko film batek % 30 murrizten duela bero-transmisioa, erregaiaren kontsumoa handitzen duela eta motorraren potentzia murrizten duela.
Tanguy et al.24ek hainbat esperimentu egin zituzten emari-abiadura, olio-tenperatura, biraketa-abiadura eta motor elektrikoetarako injekzio-moduekin olio lubrifikatzailea hozgarri gisa erabiliz.Erlazio handia ezarri da emariaren eta hozte-eraginkortasun orokorraren artean.Ha et al.25-ek tantaka-toberak erabiltzea proposatu zuten olio-filma uniformeki banatzeko eta motorra hozteko eraginkortasuna maximizatzeko.
Nandi et al.26k L itxurako bero-hodi lauek motorraren errendimenduan eta kudeaketa termikoan duten eragina aztertu zuten.Bero-hodiaren lurrungailuaren zatia motorraren karkasan instalatzen da edo motorraren ardatzean lurperatuta dago, eta kondentsadorearen zatia likidoa edo airea zirkulatuz instalatu eta hozten da.Bellettre et al.27-k PCM solido-likido hozte-sistema bat aztertu zuen motorraren estatore iragankor baterako.PCM-ak harilkadura-buruak bustitzen ditu, puntu beroaren tenperatura jaitsiz, ezkutuko energia termikoa gordez.
Horrela, motorraren errendimendua eta tenperatura hozte-estrategia desberdinak erabiliz ebaluatzen dira, ikus irud.3. Hozte-zirkuitu hauek harilkatuen, plaken, harizketen buru, iman, karkaxa eta amaierako plaken tenperatura kontrolatzeko diseinatuta daude.
Hozte likidoko sistemak bero-transferentzia eraginkorrengatik ezagunak dira.Hala ere, hozgarria motorraren inguruan ponpatzeak energia asko kontsumitzen du, eta horrek motorraren potentzia eraginkorra murrizten du.Airea hozteko sistemak, berriz, oso erabilitako metodoa dira kostu baxuagatik eta berritzeko erraztasunagatik.Hala ere, hozte likidoko sistemak baino eraginkorragoa da oraindik.Ikuspegi integratua behar da, likidoz hoztutako sistema baten bero-transferentziaren errendimendu handia eta airez hoztutako sistema baten kostu baxua konbinatu dezakeena, energia gehigarririk kontsumitu gabe.
Artikulu honek ADren bero-galerak zerrendatu eta aztertzen ditu.Arazo honen mekanismoa, baita indukzio-motorrak berotzea eta hoztea ere, Hozte-estrategien bitartez Indukzio-motorretako Bero-galera atalean azaltzen da.Indukzio-motor baten nukleoaren bero-galera bero bihurtzen da.Hori dela eta, artikulu honetan motorraren barruko bero-transferentziaren mekanismoa kondukzio eta konbekzio behartuaren bidez aztertzen da.IMaren modelizazio termikoa jarraitutasun ekuazioak, Navier-Stokes/momentu ekuazioak eta energia ekuazioak erabiliz.Ikertzaileek IM-ren azterketa termiko analitikoak eta zenbakizkoak egin zituzten estatorearen harilkatuen tenperatura kalkulatzeko, motor elektrikoaren erregimen termikoa kontrolatzeko helburu bakarrarekin.Artikulu hau airez hoztutako IMen analisi termikoan eta airez hoztutako eta urez hoztutako IM integratuen analisi termikoan zentratzen da CAD modelizazioa eta ANSYS Fluent simulazioa erabiliz.Eta sakonki aztertzen dira airez hoztutako eta urez hoztutako sistemen eredu hobetu integratuaren abantaila termikoak.Arestian esan bezala, hemen zerrendatutako dokumentuak ez dira fenomeno termikoen eta indukzio-motorren hoztearen alorreko artearen egoeraren laburpena, baina indukzio-motorren funtzionamendu fidagarria bermatzeko konpondu beharreko arazo asko adierazten dituzte. .
Bero-galera normalean kobre-galera, burdin-galera eta marruskadura/galera mekanikoetan banatzen da.
Kobre-galerak eroalearen erresistibitatearen ondorioz Joule-berotzearen ondorio dira eta 10,28 gisa kuantifikatu daitezke:
non qg sortutako beroa den, I eta Ve korronte nominala eta tentsioa, hurrenez hurren, eta Re kobrearen erresistentzia.
Burdin galera, galera parasito bezala ere ezagutzen dena, AMetan histeresia eta korronte ertainen galerak eragiten dituen bigarren galera mota nagusia da, batez ere denboran aldatzen den eremu magnetikoaren eraginez.Steinmetz ekuazio hedatuaren bidez kuantifikatzen dira, zeinaren koefizienteak konstante edo aldagarritzat har daitezke operazio-baldintzen arabera10,28,29.
non Khn nukleoaren galeraren diagramatik eratorritako histeresi-galera-faktorea den, Ken korronte ertainen galera-faktorea den, N indize harmonikoa den, Bn eta f gailurreko fluxu-dentsitatea eta kitzikapen sinusoidalaren maiztasuna dira, hurrenez hurren.Goiko ekuazioa gehiago sinplifikatu daiteke honela10,29:
Horien artean, K1 eta K2 nukleoaren galera faktorea eta korronte ertainen galera (qec), histeresiaren galera (qh) eta gehiegizko galera (qex) dira, hurrenez hurren.
Haizearen karga eta marruskadura-galerak dira IM-n galera mekanikoen bi arrazoi nagusiak.Haizea eta marruskadura galerak 10 dira,
Formulan, n biraketa-abiadura da, Kfb marruskadura-galeren koefizientea, D errotorearen kanpoko diametroa, l errotorearen luzera, G errotorearen pisua 10.
Motor barruko bero-transferentziarako mekanismo nagusia eroapenaren eta barne-berotzearen bidez da, adibide honi aplikatutako Poisson-en ekuazioak30 zehaztutakoaren arabera:
Funtzionamenduan, motorra egoera egonkorrean iristen den une jakin baten ondoren, sortutako beroa gainazaleko bero-fluxuaren beroketa etengabe baten bidez hurbil daiteke.Hori dela eta, motorearen barruko eroapena barne beroa askatzearekin egiten dela pentsa daiteke.
Hegats eta inguruko atmosferaren arteko bero-transmisioa konbekzio behartutzat hartzen da, fluidoa kanpoko indar batek norabide jakin batean mugitzera behartzen duenean.Konbekzioa 30 gisa adieraz daiteke:
non h bero-transferentzia-koefizientea den (W/m2 K), A azalera den eta ΔT bero-transmisioaren gainazalaren eta hozgarriaren gainazalarekiko perpendikularra den tenperatura-aldea den.Nusselt zenbakia (Nu) mugarekiko perpendikularra den bero-transferentzia konbektibo eta eroalearen erlazioaren neurria da eta fluxu laminarraren eta nahasiaren ezaugarrien arabera aukeratzen da.Metodo enpirikoaren arabera, fluxu nahasiaren Nusselt kopurua Reynolds zenbakiarekin eta Prandtl zenbakiarekin erlazionatu ohi da, 30 gisa adierazita:
non h bero-transferentzia koefiziente konbektiboa den (W/m2 K), l luzera ezaugarria den, λ fluidoaren eroankortasun termikoa den (W/m K) eta Prandtl zenbakia (Pr) erlazioaren neurria den. difusibitate termikoaren momentuko difusio-koefizientea (edo muga-geruza termikoaren abiadura eta lodiera erlatiboa), 30 gisa definitua:
non k eta cp likidoaren eroankortasun termikoa eta bero-ahalmen espezifikoa diren, hurrenez hurren.Oro har, airea eta ura dira motor elektrikoentzako hozgarri ohikoenak.Giro-tenperaturan airearen eta uraren propietate likidoak 1. taulan azaltzen dira.
IM modelizazio termikoa suposizio hauetan oinarritzen da: 3D egoera egonkorrean, fluxu nahasia, airea gas ideala da, erradiazio arbuiagarria, fluido newtoniarra, fluido konprimigaitza, irristagaitza eta propietate konstanteak.Beraz, honako ekuazioak erabiltzen dira eskualde likidoan masa, momentua eta energiaren kontserbazioaren legeak betetzeko.
Kasu orokorrean, masa-kontserbazio-ekuazioa likidoarekin zelula-fluxuaren masa garbiaren berdina da, formula honen bidez zehaztuta:
Newtonen bigarren legearen arabera, partikula likido baten momentuaren aldaketa-tasa haren gainean eragiten duten indarren baturaren berdina da, eta momentu orokorraren kontserbazio-ekuazioa bektorial moduan idatz daiteke:
Goiko ekuazioko ∇p, ∇∙τij eta ρg terminoek presioa, biskositatea eta grabitatea adierazten dute, hurrenez hurren.Makinetan hozgarri gisa erabiltzen diren hozte-bitartekoak (airea, ura, olioa, etab.) newtoniartzat hartzen dira orokorrean.Hemen erakusten diren ekuazioak ebakidura-esfortzuaren eta abiadura-gradiente baten (estensazio-abiadura) ebakidura-noranzkoarekiko perpendikularra arteko erlazio lineala besterik ez dute barne hartzen.Biskositate konstantea eta fluxu egonkorra kontuan hartuta, (12) ekuazioa 31ra alda daiteke:
Termodinamikaren lehen legearen arabera, partikula likido baten energiaren aldaketa-tasa partikula likidoak sortutako bero garbiaren eta partikula likidoak sortutako potentzia garbiaren baturaren berdina da.Fluxu likatsu konprimigarri newtoniar baterako, energia kontserbatzeko ekuazioa honela adieraz daiteke:31:
non Cp presio konstantean bero-ahalmena den, eta ∇ ∙ terminoa (k∇T) zelula likidoaren mugaren bidezko eroankortasun termikoarekin erlazionatuta dago, non k eroankortasun termikoa adierazten duen.Energia mekanikoa bero bihurtzea \(\varnothing\)-ren arabera hartzen da (hau da, xahutze-funtzioa likatsua) eta honela definitzen da:
Non \(\rho\) likidoaren dentsitatea den, \(\mu\) likidoaren biskositatea den, u, v eta w likidoaren abiaduraren x, y, z norabidearen potentziala dira, hurrenez hurren.Termino honek energia mekanikoa energia termiko bihurtzea deskribatzen du eta ez ikusi egin daiteke, fluidoaren biskositatea oso handia denean eta fluidoaren abiadura-gradientea oso handia denean soilik garrantzitsua delako.Fluxu egonkorraren, bero espezifiko konstantearen eta eroankortasun termikoaren kasuan, energia-ekuazioa honela aldatzen da:
Oinarrizko ekuazio hauek fluxu laminaretarako ebazten dira koordenatu sistema kartesiarrean.Hala ere, beste arazo tekniko asko bezala, makina elektrikoen funtzionamendua fluxu nahasiekin lotzen da batez ere.Hori dela eta, ekuazio hauek aldatu egiten dira Reynolds Navier-Stokes (RANS) batez besteko metodoa osatzeko turbulentzia modelatzeko.
Lan honetan, CFD modelatzeko ANSYS FLUENT 2021 programa aukeratu da dagozkien muga-baldintzekin, hala nola, kontuan hartutako eredua: 100 kW-ko potentzia duen aire-hozkuntza duen motor asinkronoa, errotorearen diametroa 80,80 mm, diametroa. Estatorearen 83,56 mm (barnekoa) eta 190 mm (kanpokoa), 1,38 mm-ko aire tartea, 234 mm-ko luzera osoa, zenbatekoa , saihetsen lodiera 3 mm..
Ondoren, SolidWorks airez hoztutako motorraren eredua ANSYS Fluent-era inportatzen da eta simulatzen da.Gainera, lortutako emaitzak egiaztatzen dira, egindako simulazioaren zehaztasuna ziurtatzeko.Horrez gain, airez eta urez hoztutako IM integratua SolidWorks 2017 softwarea erabiliz modelatu zen eta ANSYS Fluent 2021 softwarea erabiliz simulatu zen (4. Irudia).
Eredu honen diseinua eta dimentsioak Siemens 1LA9 aluminiozko seriean inspiratuta daude eta SolidWorks 2017n modelatu dira. Eredua apur bat aldatu da simulazio softwarearen beharretara egokitzeko.Aldatu CAD ereduak nahi ez diren piezak kenduz, xerrak, txanflak eta gehiago kenduz ANSYS Workbench 2021-ekin modelatzerakoan.
Diseinu-berrikuntza ur-jaka da, zeinaren luzera lehen modeloaren simulazio-emaitzen arabera zehaztu zen.Aldaketa batzuk egin dira ur-jaka simulazioan, ANSYS-en gerrian erabiltzean emaitzarik onenak lortzeko.IMaren hainbat atal agertzen dira irudian.5a–f.
(A).Errotorearen nukleoa eta IM ardatza.(b) IM estatorearen nukleoa.(c) IM estatorearen harilkatua.(d) MIren kanpoko markoa.(e) IM ur-jaka.f) airez eta urez hoztutako IM modeloen konbinazioa.
Ardatzean muntatutako haizagailuak 10 m/s-ko aire-fluxu etengabea eta 30 °C-ko tenperatura ematen du hegatsen gainazalean.Tasaren balioa ausaz aukeratzen da artikulu honetan aztertutako odol-presioaren ahalmenaren arabera, hau da, literaturan adierazitakoa baino handiagoa.Eremu beroak errotorea, estatora, estatorearen harilkatua eta errotorearen kaiolaren barrak barne hartzen ditu.Estatorearen eta errotorearen materialak altzairuak dira, harilkiak eta kaiola hagaxkak kobrea, markoa eta saihetsak aluminiozkoak.Eremu horietan sortzen den beroa fenomeno elektromagnetikoen ondoriozkoa da, hala nola, Joule-ko berokuntzaren ondorioz kanpoko korronte bat kobrezko bobina batetik pasatzen denean, baita eremu magnetikoaren aldaketen ondorioz ere.Osagai ezberdinen beroa askatzeko tasak 100 kW IM-rako eskuragarri dauden hainbat literaturatik hartu dira.
Aire hoztutako eta urez hoztutako IM integratuak, aurreko baldintzez gain, ur-jaka bat ere barne hartzen zuen, zeinetan bero-transferentzia-gaitasunak eta ponpa-potentzia-eskakizunak ur-emari ezberdinetarako (5 l/min, 10 l/min) aztertu ziren. eta 15 l/min).Balbula hau gutxieneko balbula gisa aukeratu zen, izan ere, emaitzak ez ziren nabarmen aldatu 5 L/min-tik beherako emarietan.Gainera, 15 L/min-ko emari-abiadura aukeratu zen gehieneko balio gisa, ponpaketa-potentzia nabarmen handitu zen tenperaturak jaisten jarraitu zuen arren.
Hainbat IM eredu inportatu ziren ANSYS Fluent-era eta gehiago editatu ziren ANSYS Design Modeler erabiliz.Gainera, ADren inguruan 0,3 × 0,3 × 0,5 m-ko dimentsioak dituen kutxa itxurako karkasa bat eraiki zen motorraren inguruan airearen mugimendua aztertzeko eta atmosferara beroa kentzen zen aztertzeko.Antzeko analisiak egin ziren airez eta urez hoztutako IM integratuetarako.
IM eredua CFD eta FEM zenbakizko metodoak erabiliz modelatzen da.Sareak CFDn eraikitzen dira domeinu bat osagai kopuru jakin batean banatzeko, irtenbide bat aurkitzeko.Elementu-tamaina egokia duten sare tetraedrikoak motorraren osagaien geometria konplexu orokorrerako erabiltzen dira.Interfaze guztiak 10 geruzaz bete ziren gainazaleko bero-transferentziaren emaitza zehatzak lortzeko.Bi MI modeloren sareta geometria irudian ageri da.6a, b.
Energia-ekuazioak motorraren hainbat eremutan bero-transferentzia aztertzeko aukera ematen du.Horma-funtzio estandarrak dituen K-epsilon turbulentzia-eredua aukeratu zen kanpoko gainazaleko turbulentzia modelatzeko.Ereduak energia zinetikoa (Ek) eta xahutze nahasia (epsilon) hartzen ditu kontuan.Kobrea, aluminioa, altzairua, airea eta ura beren propietate estandarengatik hautatu ziren dagozkien aplikazioetan erabiltzeko.Beroa xahutzeko tasak (ikus 2. taula) sarrera gisa ematen dira, eta bateria-zona-baldintza desberdinak 15, 17, 28, 32-etan ezartzen dira. Motor-karkasaren gaineko airearen abiadura 10 m/s-an ezarri zen bi motor-modeloetarako, eta Horrez gain, ur-jakarako hiru ur tasa ezberdin hartu ziren kontuan (5 l/min, 10 l/min eta 15 l/min).Zehaztasun handiagoa lortzeko, ekuazio guztien hondarrak 1 × 10–6 berdinak ezarri ziren.Hautatu SIMPLE (Presioaren Ekuazioen Metodo Erdi Inplizitua) algoritmoa Navier Prime (NS) ekuazioak ebazteko.Hasierako hibridoa amaitu ondoren, konfigurazioak 500 iterazio egingo ditu, 7. Irudian erakusten den moduan.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-24