某無刷勵磁機空氣流場改進措施研究

趙忠霞 張萬全

（1．蘭州石化職業技術大學機械工程學院，甘肅 蘭州 730000；2．哈爾濱電氣國際工程有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150080）

0 引言

無刷勵磁機是為同步電機旋轉磁場提供直流電的電機，分為定子、轉子、旋轉整流盤和外罩4個部分。從哈爾濱某電機廠引進原型機實體，使用密閉循環通風方式進行內部冷卻，但是在對原型機進行工程仿制的過程中，存在風路不暢、局部溫升過高的情況。該文對原型無刷勵磁機空氣流場特性進行研究，并嘗試對通風系統進行改進，對工程實際指導具有重要意義。目前，關于封閉空間旋轉部件流場及溫度場的研究有很多，但大多數研究對象都是1個旋轉部件，無法體現無刷勵磁機內部流場的運動規律。

1 建立物理及數學模型

1.1 物理模型

該文利用Gambit三維軟件構建某無刷勵磁機物理屬性各不同的組及其組合件的幾何結構圖，考慮真機結構的對稱性及流場周期性，同時為了簡化運算，選取1/2的整機作為研究對象，通過布爾運算得到關于計算區域內空氣區、固體區的三維物理模型，其物理模型簡圖如圖1所示。

圖1 計算域內的三維物理模型

1.2 數學模型

無刷勵磁機內部流體為不可壓縮流體，即=С（為流體密度，kg/m；C為常數）的流體，空氣流動處于紊流狀態也就是雷諾數＞2 320（注：2 320為下臨界雷諾數）。在旋轉參考坐標系中建立三維流動以及傳熱穩態控制方程，轉子、整流盤部分采用穩態流動控制方程組，包括質量守恒方程及動量守恒方程式，能量守恒方程式如公式（1）所示。……