Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tú ag baint úsáide as leagan brabhsálaí a bhfuil tacaíocht CSS teoranta aige.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, táimid ag taispeáint an tsuímh gan stíleanna agus JavaScript.
Mar gheall ar chostais oibriúcháin agus fad saoil an innill, tá straitéis bhainistíochta teirmeach ceart inneall thar a bheith tábhachtach.D'fhorbair an t-alt seo straitéis bainistíochta teirmeach do mhótair ionduchtaithe chun marthanacht níos fearr a sholáthar agus éifeachtúlacht a fheabhsú.Ina theannta sin, rinneadh athbhreithniú cuimsitheach ar an litríocht ar mhodhanna fuaraithe inneall.Mar an príomh-thoradh, tugtar ríomh teirmeach ar mhótar asincrónach aer-fuaraithe ard-chumhachta, ag cur san áireamh an fhadhb atá ar eolas go maith maidir le dáileadh teasa.Ina theannta sin, molann an staidéar seo cur chuige comhtháite le dhá straitéis fuaraithe nó níos mó chun freastal ar riachtanais reatha.Rinneadh staidéar uimhriúil ar mhúnla de mhótar asincrónach aer-fuaraithe 100 kW agus múnla bainistíochta teirmeach feabhsaithe den mhótar céanna, i gcás ina mbaintear amach méadú suntasach ar éifeachtúlacht mótair trí mheascán d'fhuaraithe aeir agus córas fuaraithe uisce comhtháite. rinneadh.Rinneadh staidéar ar chóras comhtháite aer-fhuaraithe agus uisce-fhuaraithe ag baint úsáide as leaganacha SolidWorks 2017 agus ANSYS Fluent 2021.Rinneadh anailís ar thrí shreabhadh uisce éagsúla (5 L/nóiméad, 10 L/nóiméad, agus 15 L/nóim) i gcoinne gnáth-mhótair ionduchtaithe aer-fhuaraithe agus fíoraíodh iad ag baint úsáide as na hacmhainní foilsithe atá ar fáil.Léiríonn an anailís go bhfuaireamar laghduithe teochta comhfhreagracha de 2.94%, 4.79% agus 7.69% i gcás rátaí sreafa éagsúla (5 L/nim, 10 L/nim agus 15 L/nóim faoi seach).Dá bhrí sin, léiríonn na torthaí gur féidir leis an mótar ionduchtaithe leabaithe an teocht a laghdú go héifeachtach i gcomparáid leis an mótar ionduchtaithe aer-fuaraithe.
Tá an mótar leictreach ar cheann de na príomh-aireagán na heolaíochta innealtóireachta nua-aimseartha.Úsáidtear mótair leictreacha i ngach rud ó fhearais tí go feithiclí, lena n-áirítear na tionscail feithicleach agus aeraspáis.Le blianta beaga anuas, tá méadú tagtha ar an tóir a bhí ar mhótair ionduchtúcháin (AM) mar gheall ar a chasmhóimint tosaigh ard, dea-rialú luais agus cumas ró-ualaigh measartha (Fíor 1).Ní hamháin go ndéanann mótair ionduchtúcháin do bholgáin solais a lasadh, cumhachtann siad an chuid is mó de na giuirléidí i do theach, ó do scuab fiacla go dtí do Tesla.Cruthaítear fuinneamh meicniúil in IM trí theagmháil réimse maighnéadach an stator agus foirceannadh an rótair.Ina theannta sin, is rogha inmharthana é IM mar gheall ar an soláthar teoranta de mhiotail tearc-chré.Mar sin féin, is é an míbhuntáiste is mó a bhaineann le ADanna ná go bhfuil a saolré agus a n-éifeachtúlacht an-íogair do theocht.Ídíonn mótair ionduchtúcháin thart ar 40% de leictreachas an domhain, rud a ba chóir dúinn smaoineamh go bhfuil sé ríthábhachtach tomhaltas cumhachta na meaisíní seo a bhainistiú.
Sonraítear sa chothromóid Arrhenius go ndéantar leathré shaolré an innill ar fad do gach ardú 10°C ar an teocht oibriúcháin.Dá bhrí sin, chun iontaofacht agus táirgiúlacht an mheaisín a mhéadú, is gá aird a thabhairt ar rialú teirmeach brú fola.San am atá caite, rinneadh faillí ar anailís theirmeach agus níor mheas dearthóirí mótair an fhadhb ach amháin ar an imeall, bunaithe ar thaithí dearaidh nó ar athróga tríthoiseach eile cosúil le dlús reatha foirceannadh, etc. coinníollacha téimh cáis, rud a fhágann méadú ar mhéid an mheaisín agus mar sin méadú ar chostas.
Tá dhá chineál anailíse teirmeach ann: anailís chiorcaid lumped agus modhanna uimhriúla.Is é príomhbhuntáiste modhanna anailíse an cumas ríomhaireachtaí a dhéanamh go tapa agus go cruinn.Mar sin féin, ní mór iarracht nach beag a dhéanamh chun ciorcaid a shainiú le cruinneas leordhóthanach chun cosáin teirmeacha a insamhladh.Ar an láimh eile, tá modhanna uimhriúla roinnte go garbh i dinimic sreabhach ríomhaireachtúil (CFD) agus anailís struchtúrach teirmeach (STA), agus úsáideann an dá cheann acu anailís eiliminte críochta (FEA).Is é an buntáiste a bhaineann le hanailís uimhriúil ná go gceadaíonn sé duit céimseata an fheiste a shamhaltú.Mar sin féin, uaireanta bíonn sé deacair córas a shocrú agus a ríomh.Is samplaí roghnaithe iad na hailt eolaíocha a phléitear thíos d'anailís theirmeach agus leictreamaighnéadach ar mhótair ionduchtaithe nua-aimseartha éagsúla.Spreag na hailt seo na húdair chun staidéar a dhéanamh ar fheiniméin teirmeacha i mótair asincrónacha agus modhanna chun iad a fhuaraithe.
Bhí Pil-Wan Han1 i mbun anailís teirmeach agus leictreamaighnéadach ar MI.Úsáidtear an modh anailíse ciorcad cnapánach le haghaidh anailíse teirmeach, agus úsáidtear an modh eilimint chríochnaithe mhaighnéadach a athraíonn an t-am le haghaidh anailíse leictreamaighnéadach.D'fhonn cosaint ró-ualach teirmeach a sholáthar i gceart in aon iarratas tionsclaíoch, ní mór teocht an foirceannadh statóra a mheas go hiontaofa.Mhol Ahmed et al.2 samhail líonra teasa d’ord níos airde bunaithe ar chúinsí domhain teirmeacha agus teirmidinimiciúla.Baineann forbairt modhanna samhaltaithe teirmeacha chun críocha cosanta teirmeacha tionsclaíocha leas as réitigh anailíseacha agus breithniú ar pharaiméadair theirmeach.
D’úsáid Nair et al.3 anailís chomhcheangailte ar IM 39 kW agus anailís theirmeach uimhriúil 3D chun an dáileadh teirmeach i meaisín leictreach a thuar.Rinne Ying et al.4 anailís ar IManna lucht leanúna-fuaraithe go hiomlán faoi iamh (TEFC) le meastachán teochta 3D.Gealach et al.Rinne 5 staidéar ar airíonna sreabhadh teasa IM TEFC ag baint úsáide as CFD.Thug Todd et al.6 samhail trasdula mótair LPTN.Úsáidtear sonraí teochta turgnamhacha mar aon le teochtaí ríofa a dhíorthaítear ón tsamhail LPTN atá beartaithe.Bhain Peter et al.7 úsáid as CFD chun staidéar a dhéanamh ar an sruth aeir a chuireann isteach ar iompar teirmeach mótar leictreach.
Mhol Cabral et al8 múnla teirmeach IM simplí ina bhfuarthas teocht an mheaisín trí chothromóid idirleata teasa an tsorcóra a chur i bhfeidhm.Rinne Nategh et al.9 staidéar ar chóras mótair tarraingthe féin-aeráilte ag baint úsáide as CFD chun cruinneas na gcomhpháirteanna optamaithe a thástáil.Mar sin, is féidir staidéir uimhriúla agus turgnamhacha a úsáid chun anailís theirmeach ar mhótair ionduchtaithe a insamhail, féach fig.2.
Mhol Yinye et al.10 dearadh chun bainistíocht theirmeach a fheabhsú trí leas a bhaint as airíonna teirmeach coitianta na n-ábhar caighdeánach agus na bhfoinsí coitianta a bhaineann le caillteanas páirteanna meaisín.Chuir Marco et al.11 critéir i láthair maidir le dearadh córais fuaraithe agus seaicéid uisce le haghaidh comhpháirteanna meaisín ag baint úsáide as samhlacha CFD agus LPTN.Soláthraíonn Yaohui et al.12 treoirlínte éagsúla maidir le modh fuaraithe cuí a roghnú agus feidhmíocht a mheas go luath sa phróiseas dearaidh.Mhol Nell et al.13 samhlacha a úsáid le haghaidh ionsamhlúcháin leictreamaighnéadacha-teirmeach cúpláilte le haghaidh raon áirithe luachanna, leibhéal sonraíochta agus cumhachta ríomhaireachta le haghaidh fadhb ilfhisic.Rinne Jean et al.14 agus Kim et al.15 staidéar ar dháileadh teochta mótair ionduchtaithe aer-fuaraithe ag baint úsáide as réimse FEM cúpláilte 3D.Ríomh sonraí ionchuir ag baint úsáide as anailís allamuigh reatha eddy 3D chun caillteanais Joule a aimsiú agus iad a úsáid le haghaidh anailíse teirmeach.
Chuir Michel et al.16 lucht leanúna fuaraithe lártheifeacha traidisiúnta i gcomparáid le lucht leanúna aiseach de dhearaí éagsúla trí insamhaltaí agus turgnaimh.Bhain ceann de na dearaí seo feabhsuithe beaga ach suntasacha amach in éifeachtúlacht an innill agus an teocht oibriúcháin chéanna á choinneáil.
D'úsáid Lu et al.17 an modh ciorcad maighnéadach coibhéiseach i gcomhcheangal le múnla Boglietti chun caillteanais iarainn ar seafta mótair ionduchtaithe a mheas.Glacann na húdair leis go bhfuil dáileadh dlús flosc maighnéadach in aon trasghearradh taobh istigh den mhótar fearsaid aonfhoirmeach.Chuir siad a modh i gcomparáid le torthaí anailíse eiliminte críochta agus samhlacha turgnamhacha.Is féidir an modh seo a úsáid le haghaidh anailíse sainráite ar MI, ach tá a chruinneas teoranta.
Cuireann 18 modhanna éagsúla i láthair chun anailís a dhéanamh ar réimse leictreamaighnéadach na mótar ionduchtaithe líneach.Ina measc, déantar cur síos ar mhodhanna chun caillteanais chumhachta i ráillí imoibríocha a mheas agus modhanna chun ardú teochta mótair ionduchtaithe líneacha tarraingthe a thuar.Is féidir na modhanna seo a úsáid chun éifeachtacht chomhshó fuinnimh mhótair ionduchtaithe líneacha a fheabhsú.
Zabdur et al.Rinne 19 imscrúdú ar fheidhmíocht seaicéid fuaraithe ag baint úsáide as modh uimhriúil tríthoiseach.Úsáideann an seaicéad fuaraithe uisce mar phríomhfhoinse chuisnithe don IM trí chéim, rud atá tábhachtach don chumhacht agus don teocht uasta a theastaíonn le haghaidh caidéalaithe.Tá Rippel et al.Tá cur chuige nua paitinnithe ag 20 maidir le córais fuaraithe leachtacha ar a dtugtar fuarú lannaithe trasnánach, ina sreabhann an cuisneán go trasnánach trí réigiúin chaolacha atá déanta ag poill i lannú maighnéadach a chéile.Deriszade et al.Rinne 21 iniúchadh turgnamhach ar fhuarú mótair tarraingthe i dtionscal na ngluaisteán ag baint úsáide as meascán de glycol eitiléine agus uisce.Déan measúnú ar fheidhmíocht meascán éagsúla le hanailís sreabhán suaite CFD agus 3D.Léirigh staidéar ionsamhlúcháin le Boopathi et al.22 go bhfuil an raon teochta d’innill uisce-fhuaraithe (17-124°C) i bhfad níos lú ná d’innill aerfhuaraithe (104-250°C).Laghdaítear teocht uasta an mhótair uisce-fuaraithe alúmanam 50.4%, agus laghdaítear teocht uasta an mhótair uisce-fhuaraithe PA6GF30 48.4%.Rinne Bezukov et al.23 measúnú ar éifeacht foirmiú scála ar sheoltacht theirmeach bhalla an innill le córas fuaraithe leachtach.Tá sé léirithe ag staidéir go laghdaíonn scannán ocsaíd 1.5 mm tiubh aistriú teasa 30%, go n-ardóidh sé tomhaltas breosla agus go laghdaíonn sé cumhacht innill.
Rinne Tanguy et al.24 turgnaimh le rátaí sreafa éagsúla, teochtaí ola, luasanna rothlacha agus modhanna insteallta do mhótair leictreacha ag baint úsáide as ola bhealaithe mar chuisnithe.Tá caidreamh láidir bunaithe idir an ráta sreafa agus an éifeachtúlacht fuaraithe iomlán.Mhol Ha et al.25 soic drip a úsáid mar shoic chun an scannán ola a dháileadh go cothrom agus éifeachtúlacht fuaraithe an innill a uasmhéadú.
Rinne Nandi et al.26 anailís ar éifeacht píopaí teasa comhréidh L-chruthach ar fheidhmíocht innill agus ar bhainistiú teirmeach.Tá an chuid evaporator píopa teasa suiteáilte sa chásáil mótair nó curtha sa seafta mótair, agus tá an chuid comhdhlúthadán suiteáilte agus fuaraithe ag leacht nó aer a scaiptear.Bhí Bellettre et al.Rinne 27 staidéar ar chóras fuaraithe soladach-leachtach PCM do statóir mótair díomuan.Comhlíonann an PCM na cinn foirceannadh, ag ísliú an teocht spota te trí fhuinneamh teirmeach folaigh a stóráil.
Mar sin, déantar feidhmíocht mhótair agus teocht a mheas ag baint úsáide as straitéisí fuaraithe éagsúla, féach fig.3. Tá na ciorcaid fuaraithe seo deartha chun teocht na foirceannadh, plátaí, cinn foirceannadh, maighnéid, conablach agus plátaí deiridh a rialú.
Tá córais fuaraithe leachtacha ar eolas mar gheall ar a n-aistriú teasa éifeachtach.Mar sin féin, ídíonn an chuisnithe caidéalaithe timpeall an innill go leor fuinnimh, rud a laghdaíonn aschur cumhachta éifeachtach an innill.Ar an láimh eile, is modh a úsáidtear go forleathan iad córais fuaraithe aeir mar gheall ar a gcostas íseal agus éasca le huasghrádú.Mar sin féin, tá sé fós níos lú éifeachtach ná córais fuaraithe leachtacha.Tá gá le cur chuige comhtháite a fhéadfaidh feidhmíocht aistrithe teasa ard chórais leacht-fhuaraithe a chomhcheangal le costas íseal córais aer-fhuaraithe gan fuinneamh breise a ídiú.
Déanann an t-alt seo liosta agus anailís ar chaillteanais teasa in AD.Mínítear meicníocht na faidhbe seo, chomh maith le téamh agus fuarú mótair ionduchtaithe, sa rannóg Caillteanas Teasa i Mótair Ionduchtúcháin trí Straitéisí Fuarú.Déantar caillteanas teasa croí mótair ionduchtaithe a thiontú go teas.Dá bhrí sin, pléann an t-alt seo an mheicníocht aistrithe teasa taobh istigh den inneall trí sheoladh agus comhiompar éigean.Tuairiscítear samhaltú teirmeach GS ag baint úsáide as cothromóidí leanúnachais, cothromóidí Navier-Stokes/móiminteam agus cothromóidí fuinnimh.Rinne na taighdeoirí staidéir theirmeacha anailíseacha agus uimhriúla ar IM chun teocht na bhfoirceannadh statóra a mheas chun críche réimeas teirmeach an mhótair leictrigh amháin a rialú.Díríonn an t-alt seo ar anailís theirmeach ar IManna aer-fhuaraithe agus ar anailís theirmeach ar IManna comhtháite aer-fhuaraithe agus uisce-fhuaraithe ag baint úsáide as samhaltú CAD agus ionsamhlúchán líofa ANSYS.Agus déantar anailís dhomhain ar na buntáistí teirmeacha a bhaineann le múnla feabhsaithe comhtháite córais aer-fuaraithe agus uisce-fuaraithe.Mar a luadh thuas, níl na doiciméid atá liostaithe anseo mar achoimre ar an úrscothacht i réimse na feiniméin theirmeacha agus fuaraithe mótair ionduchtúcháin, ach léiríonn siad go leor fadhbanna nach mór a réiteach chun oibriú iontaofa mótair ionduchtaithe a chinntiú. .
De ghnáth roinntear caillteanas teasa i gcaillteanas copair, caillteanas iarainn agus caillteanas cuimilte/meicniúla.
Tá caillteanais copair mar thoradh ar théamh Joule mar gheall ar fhriotaíocht an tseoltóra agus is féidir iad a chainníochtú mar 10.28:
áit arb é q̇g an teas a ghintear, is iad I agus Ve an sruth ainmniúil agus an voltas, faoi seach, agus is é Re an fhriotaíocht chopair.
Is é caillteanas iarainn, ar a dtugtar caillteanas seadánacha freisin, an dara príomhchineál caillteanais a fhágann go bhfuil hysteresis agus caillteanais reatha eddy in AM, go príomha mar gheall ar an réimse maighnéadach a athraíonn an t-am.Déantar iad a chainníochtú leis an gcothromóid Steinmetz leathnaithe, ar féidir a comhéifeachtaí a mheas tairiseach nó athraitheach ag brath ar choinníollacha oibriúcháin10,28,29.
nuair is é Khn an fachtóir caillteanais hysteresis a dhíorthaítear ón léaráid croí-chaillteanas, is é Ken an fachtóir caillteanais reatha eddy, is é N an t-innéacs armónach, is iad Bn agus f an buaic-dlúis flosc agus minicíocht an excitation neamh-sinusoidal, faoi seach.Is féidir an chothromóid thuas a shimpliú tuilleadh mar seo a leanas10,29:
Ina measc, is iad K1 agus K2 an croí-fhachtóir caillteanais agus caillteanas reatha eddy (qec), caillteanas hysteresis (qh), agus caillteanas iomarcach (qex), faoi seach.
Is iad caillteanais ualaigh gaoithe agus cuimilte an dá phríomhchúis le caillteanais mheicniúla in IM.Is ionann caillteanais gaoithe agus cuimilte agus 10,
Sa fhoirmle, is é n an luas rothlach, is é Kfb an comhéifeacht caillteanais cuimilte, is é D trastomhas seachtrach an rotor, is é l fad an rotor, is é G meáchan an rotor 10.
Is é an príomh-mheicníocht aistrithe teasa laistigh den inneall ná trí sheoladh agus téamh inmheánach, mar a chinntear ag cothromóid Poisson30 a chuirtear i bhfeidhm ar an sampla seo:
Le linn na hoibríochta, tar éis pointe áirithe ama nuair a shroicheann an mótar staid sheasta, is féidir an teas a ghintear a chomhfhogasú trí théamh leanúnach ar an flosc teasa dromchla.Mar sin, is féidir glacadh leis go ndéantar an seoladh taobh istigh den inneall le scaoileadh teasa inmheánach.
Meastar go bhfuil an t-aistriú teasa idir na heití agus an t-atmaisféar máguaird mar chomhiompar éigean, nuair a chuireann fórsa seachtrach iallach ar an sreabhach bogadh i dtreo áirithe.Is féidir comhiompar a chur in iúl mar 30:
nuair is é h an comhéifeacht aistrithe teasa (W/m2 K), is é A an t-achar dromchla, agus is é ΔT an difríocht teochta idir an dromchla aistrithe teasa agus an cuisneán ingearach leis an dromchla.Is tomhas í an uimhir Nusselt (Nu) ar an gcóimheas aistrithe teasa convective agus seoltaí ingearach leis an teorainn agus roghnaítear é bunaithe ar shaintréithe an tsreafa laminar agus suaite.De réir an mhodha eimpírigh, is gnách go mbíonn baint ag líon sreabhadh suaite Nusselt leis an uimhir Reynolds agus leis an uimhir Prandtl, arna shloinneadh mar 30:
nuair is é h an chomhéifeacht aistrithe teasa chomhiompair (W/m2 K), is é l an fad sainiúil, is é λ seoltacht theirmeach an tsreabháin (W/m K), agus is tomhas é an uimhir Prandtl (Pr) ar an gcóimheas de an chomhéifeacht idirleata móiminteam don idirleathadh teirmeach (nó treoluas agus tiús choibhneasta na ciseal teorann teirmeach), a shainmhínítear mar 30:
áit a bhfuil k agus cp seoltacht theirmeach agus toilleadh teasa sonrach an leachta, faoi seach.Go ginearálta, is iad aer agus uisce na fuaraitheoirí is coitianta do mhótair leictreacha.Taispeántar i dTábla 1 airíonna leachtacha an aeir agus an uisce ag teocht chomhthimpeallach.
Tá samhaltú teirmeach IM bunaithe ar na boinn tuisceana seo a leanas: staid seasta 3D, sreabhadh suaite, is gás idéalach é aer, radaíocht neamhbhríoch, sreabhán Newtonian, sreabhán neamh-chomhbhrúite, riocht gan duillín, agus airíonna tairiseach.Dá bhrí sin, úsáidtear na cothromóidí seo a leanas chun dlíthe caomhnaithe mais, móiminteam, agus fuinnimh sa réigiún leachtach a chomhlíonadh.
Sa chás ginearálta, tá an chothromóid caomhnaithe mais comhionann leis an glansreabhadh mais isteach sa chill le leacht, arna chinneadh ag an bhfoirmle:
De réir an dara dlí de chuid Newton, tá ráta athraithe mhóiminteam cáithnín leachta cothrom le suim na bhfórsaí atá ag gníomhú air, agus is féidir an chothromóid ghinearálta um chaomhnú móiminteam a scríobh i bhfoirm veicteora mar:
Léiríonn na téarmaí ∇p, ∇∙τij, agus ρg sa chothromóid thuas brú, slaodacht, agus domhantarraingthe, faoi seach.Meastar go ginearálta gur Newtonian meáin fhuaraithe (aer, uisce, ola, etc.) a úsáidtear mar chuisnithe i meaisíní.Ní áirítear leis na cothromóidí a thaispeántar anseo ach gaol líneach idir strus lomadh agus grádán treoluas (ráta brú) atá ingearach leis an treo lomadh.Ag cur san áireamh slaodacht leanúnach agus sreabhadh seasta, is féidir cothromóid (12) a athrú go 31:
De réir an chéad dlí teirmidinimic, tá an ráta athraithe ar fhuinneamh na gcáithníní leachtacha comhionann le suim an ghlan teasa a ghineann an cáithnín leachtach agus an chumhacht glan a tháirgtear ag an gcáithnín leachtach.Maidir le sreabhadh slaodach in-chomhbhrúite Newtonian, is féidir an chothromóid caomhnaithe fuinnimh a chur in iúl mar31:
áit arb é Cp an toilleadh teasa ag brú tairiseach, agus an téarma ∇ ∙ (k∇T) bainteach leis an seoltacht theirmeach trí theorainn na cille leachta, áit a seasann k an seoltacht theirmeach.Breathnaítear ar thiontú fuinnimh mheicniúil go teas i dtéarmaí \(\varnothing\) (ie, an fheidhm diomailt slaodach) agus sainmhínítear é mar:
Nuair is é \(\rho\) dlús an leachta, is é \(\mu\) slaodacht an leachta, is iad u, v agus w poitéinseal treo x, y, z den treoluas leachta, faoi seach.Déanann an téarma seo cur síos ar thiontú fuinnimh mheicniúil go fuinneamh teirmeach agus is féidir neamhaird a dhéanamh air toisc nach bhfuil sé tábhachtach ach nuair a bhíonn slaodacht an tsreabháin an-ard agus go bhfuil grádán treoluas an tsreabháin an-mhór.I gcás sreabhadh seasta, seoltacht leanúnach teasa agus theirmeach ar leith, déantar an chothromóid fuinnimh a mhodhnú mar seo a leanas:
Réitítear na cothromóidí bunúsacha seo le haghaidh sreabhadh laminar sa chóras comhordanáidí Cairtéiseach.Mar sin féin, cosúil le go leor fadhbanna teicniúla eile, baineann oibriú meaisíní leictreacha go príomha le sreafaí suaite.Mar sin, modhnaítear na cothromóidí seo chun modh meánaithe Reynolds Navier-Stokes (RANS) a chruthú do shamhaltú suaiteachta.
San obair seo, roghnaíodh clár ANSYS FLUENT 2021 le haghaidh samhaltú CFD leis na coinníollacha teorann comhfhreagracha, mar shampla an tsamhail a measadh: inneall asincrónach le fuarú aer le cumas 100 kW, trastomhas an rotor 80.80 mm, an trastomhas den stator 83.56 mm (inmheánach) agus 190 mm (seachtrach), bearna aeir de 1.38 mm, an fad iomlán de 234 mm, an méid , tiús na n-easnacha 3 mm..
Ansin allmhairítear múnla innill aerfhuaraithe SolidWorks isteach i ANSYS Líofa agus insamhladh.Ina theannta sin, déantar na torthaí a fhaightear a sheiceáil chun cruinneas an insamhalta a dhéantar a chinntiú.Ina theannta sin, múnlaíodh IM comhtháite aer agus uisce-fhuaraithe ag baint úsáide as bogearraí SolidWorks 2017 agus a insamhladh ag baint úsáide as bogearraí ANSYS Fluent 2021 (Fíor 4).
Tá dearadh agus toisí an mhúnla seo spreagtha ag an tsraith alúmanam Siemens 1LA9 agus múnlaithe i SolidWorks 2017. Tá an tsamhail modhnaithe beagán chun freastal ar riachtanais na bogearraí insamhalta.Déan samhlacha CAD a mhodhnú trí pháirteanna nach dteastaíonn a bhaint, filléid, chamfers agus níos mó a bhaint agus tú ag samhaltú le ANSYS Workbench 2021.
Is é nuálaíocht dearaidh an seaicéad uisce, a socraíodh an fad ó thorthaí insamhalta an chéad mhúnla.Rinneadh roinnt athruithe ar an insamhalta seaicéad uisce chun na torthaí is fearr a fháil agus an waist á úsáid in ANSYS.Taispeántar codanna éagsúla den IM i bhfíor.5a–f.
(A).Croílár rotor agus seafta IM.(b) Croílár stator LG.(c) foirceannadh statóra GS.(d) Fráma seachtrach an MI.(e) seaicéad uisce GS.f) teaglaim de shamhlacha IM fuaraithe aeir agus uisce.
Soláthraíonn an fean suite le fearsaid sruth leanúnach aeir 10 m/s agus teocht 30 °C ar dhromchla na n-eití.Roghnaítear luach an ráta go randamach ag brath ar chumas an bhrú fola a ndearnadh anailís air san Airteagal seo, atá níos mó ná mar a léirítear sa litríocht.Áirítear sa chrios te na barraí rotor, stator, stator agus barraí cage rotor.Is cruach iad ábhair an statóra agus an rotor, is copar iad na foirceannadh agus na slata cage, is alúmanam iad an fráma agus an easnacha.Tá an teas a ghintear sna réimsí seo mar gheall ar fheiniméin leictreamaighnéadacha, mar shampla téamh Joule nuair a chuirtear sruth seachtrach trí choil copair, chomh maith le hathruithe sa réimse maighnéadach.Tógadh rátaí scaoileadh teasa na gcomhpháirteanna éagsúla ó litríocht éagsúla atá ar fáil le haghaidh IM 100 kW.
I dteannta leis na coinníollacha thuas, áiríodh seaicéad uisce freisin ar IManna comhtháite aer-fhuaraithe agus uisce-fhuaraithe, ina ndearnadh anailís ar chumais aistrithe teasa agus ar riachtanais chumhachta caidéil le haghaidh rátaí sreafa uisce éagsúla (5 l/nóiméad, 10 l/nóiméad). agus 15 l/nóiméad).Roghnaíodh an chomhla seo mar an chomhla íosta, toisc nár athraigh na torthaí go mór le haghaidh sreafaí faoi bhun 5 L/nóim.Ina theannta sin, roghnaíodh ráta sreafa de 15 L/nim mar an luach uasta, ó tháinig méadú suntasach ar an gcumhacht caidéalaithe in ainneoin gur lean an teocht ag titim.
Iompórtáladh samhlacha éagsúla GS isteach i ANSYS Líofa agus rinneadh tuilleadh eagarthóireachta orthu ag baint úsáide as ANSYS Design Modeler.Ina theannta sin, tógadh cásáil bosca-chruthach le toisí 0.3 × 0.3 × 0.5 m timpeall an AD chun anailís a dhéanamh ar ghluaiseacht an aeir timpeall an innill agus staidéar a dhéanamh ar bhaint an teasa isteach san atmaisféar.Rinneadh anailísí comhchosúla ar IManna comhtháite aeir agus uisce-fhuaraithe.
Déantar múnla na Gaelscolaíochta ag úsáid modhanna uimhriúla CFD agus FEM.Tógtar mogaill i CFD chun fearann a roinnt ina líon áirithe comhpháirteanna chun teacht ar réiteach.Úsáidtear mogaill tetrahedral le méideanna eiliminteacha cuí le haghaidh céimseata casta ginearálta na gcomhpháirteanna innill.Líonadh na comhéadain go léir le 10 sraithe chun torthaí aistrithe teasa dromchla cruinn a fháil.Taispeántar céimseata greille dhá shamhail MI i bhFíor .6a, b.
Ceadaíonn an chothromóid fuinnimh duit staidéar a dhéanamh ar aistriú teasa i réimsí éagsúla den inneall.Roghnaíodh an tsamhail suaiteachta K-epsilon le feidhmeanna balla caighdeánacha chun suaiteacht timpeall an dromchla seachtrach a shamhaltú.Cuireann an tsamhail fuinneamh cinéiteach (Ek) agus diomailt shuaite (eipealón) san áireamh.Roghnaíodh copar, alúmanam, cruach, aer agus uisce as a n-airíonna caighdeánacha le húsáid ina n-iarratas faoi seach.Tugtar rátaí diomailt teasa (féach Tábla 2) mar ionchuir, agus socraítear coinníollacha éagsúla crios ceallraí go 15, 17, 28, 32. Socraíodh luas an aeir thar an gcás mótair go 10 m/s don dá mhúnla mótair, agus i Ina theannta sin, cuireadh trí ráta uisce éagsúla san áireamh don seaicéad uisce (5 l/nóiméad, 10 l/nóiméad agus 15 l/nóim).Ar mhaithe le cruinneas níos fearr, socraíodh na hiarmharacha do gach cothromóid cothrom le 1 × 10–6.Roghnaigh an algartam SIMPLE (Modh Leath-Impliceach le haghaidh Cothromóidí Brú) chun cothromóidí Navier Prime (NS) a réiteach.Tar éis an inisealú hibrideach a bheith críochnaithe, reáchtálfar 500 atriall leis an socrú, mar a léirítear i bhFíor 7.
Am postála: Jul-24-2023