Математична модель теплового процесу в синхронних машинах з постійними магнітами спицевого типу

Анотація

У роботі представлена математична модель розподілу температурного поля в синхронній машині з постійним, у формі спиць, магнітом. Математична модель враховує як радіальний так і осьовий потоки передачі тепла і представляє собою крайову задачу в багатошаровій неканонічній області з умовами спряження на границях шарів, з різними теплофізичними властивостями. Вся область дослідження розділена на п'ять типів простих підобластей, а саме вал, внутрішній віялоподібний магніт, зовнішній віялоподібний магніт, пазовий отвір і паз. Причому, на границі внутрішнього і зовнішнього віялоподібних магнітів пазового отвору і пазу має місце ідеальний тепловий контакт. В даній машині 4 пари полюсів і 9 слотів. Джерело тепла рівномірно розподілено в обмотках статора.У центрі слота розташовується обмотка, площа якої дорівнює сумі площ всіх мідних проводів. Задача розв’язується методом кінцевих елементів. У порівнянні з існуючими математичними моделями теплових процесів в  синхронній машині з постійним, у формі спиць, магнітом, оригінальність цього дослідження полягає в побудові комплексної теплової моделі, яка враховує характер теплового обміну на межі розділу складових частин машини. Результати проведених досліджень є основою для проектування синхронної машини з постійним, у формі спиць, магнітом, розробки алгоритму керування температурним полем синхронної машини, дозволяють враховувати температурні ефекти, особливо в тих підобластях, де робоча температура може змінюватися. Запропонована математична модель температурного поля в електричній машині дозволяє контролювати температуру в режимі реального часу. Модель дозволяє розраховувати температуру окремих частин машини, що важливо для швидкого регулювання умов її експлуатації і охолодження.