简介：目的：提出一种适用于全封闭冷却结构的电机热性能优化模型,设计一台600kW的高速列车用永磁牵引电机。创新点：1.通过耦合局部流体动力学模型的方法求解电机复杂冷却风道内的对流传热系数,并在全局热网络模型的框架内得到快速、准确的电机温升结果以用于结构优化;2.在冷却风道中引入栅格结构,采用热性能分析模型优化冷却结构,提升电机热性能;3.通过三维流体动力学模型计算电机局部温升最大值,并提山一种预测特定结构下电机铁损工作阈值的工程方法。方法：1.采用热网络法建立全局热网络模型（图3）,并通过耦合局部流体动力学模型计算风道内的热网络参数（图4和6）;2.应用田口设计法对电机风道结构进行优化,并研制样机进行验证（计算与试验结果见表5）;3.假设铁损的谐波附加值与磁密值成正比,通过三维流体动力学模型计算给山端部绕组、永磁体温升值与铁损的预测曲线,并用样机试验进行验证。结论：1.采用全局热网络和局部流体动力学建模的方法可以快速、正确地计算复杂冷却结构下的电机温升分布,且优化后的冷却结构至少可以提升文中电机15%的热性能;2.本文提出的优化模型适用于全封闭风冷或者水冷等冷却结构相对独立且尚无经验公式可参考的电机热性能优化设计;3.铁损工作阈值的预测方法可以为电磁和控制系统设计提供参考。

简介：目的：T业的不断发展对航空发动机、泵、燃气轮机等旋转机械的动力性能提出了更高的要求。转子系统是旋转机械的重要组成部分。复杂的转子系统在高速运转时会产生故障和非线性振动，从而影响系统的可靠性。因此，开展转子系统的非线性动力性研究，研究转子系统在高速运转时的非线性响应及其抑制作用对转子系统的设计和故障诊断具有重要的意义。创新点：1．在建模的时候考虑转子系统的实际结构，在不对中模型中引入齿式联轴器啮合力，在滚动轴承模型中考虑弹流润滑影响；2．探究挤压油膜阻尼器参数对转子系统非线性特性抑制的影响，总结其变化规律。方法：1．基于Hertz接触和弹流润滑理论，建立滚动轴承动力学模型，同时考虑齿式联轴器齿之间的啮合力，建立不对中故障下的齿式联轴器啮合力模型，并在此基础上，根据转子系统的支撑形式，建立0．2．1支撑的转子动力学模型；2．开展转子动力学实验，验证模型的准确性并分析不对中量对系统频谱特性的影响；3．在分析不对中故障非线性特性的基础上，研究挤压油膜阻尼器参数对于非线性特性抑制的作用。结论：1．齿式联轴器啮合作用和滚动轴承的弹流润滑对不对中故障下转子系统的失稳产生一定的影响，润滑会导致系统发生分岔的窗口推迟；2．对于转子系统的弹性支撑，其一阶临界转速和振幅随着刚度的增大而增大，选择合适的刚度有利于转子系统的稳定运行；3．挤压油膜阻尼器的参数对转子系统故障引起的非线性具有较好的抑制作用，其作用的大小取决于不对中量和挤压油膜阻尼器的油膜间隙的耦合，合理地调节油膜间隙有助于增大系统的稳定区间范围。