基于ANSYS的直線電機溫度場計算

電氣工程論文編號:DQ253   論文字數:16383,頁數:39  附外文翻譯

目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 國內外現狀 1
第2章 傳熱學 3
2.1 傳熱學的基本定律 3
2.1.1 概述 3
2.1.2 熱傳導定律 3
2.1.3 熱傳導方程 5
2.1.4 對流和輻射散熱 6
2.1.5 牛頓散熱定律和散熱系數 7
2.2 電機穩定溫升的計算 8
2.2.1 電機中的溫度分布 8
2.2.2 用熱路法計算電機的平均溫升 9
2.2.3 用簡化法計算電機的平均溫升 14
2.3 本章小結 15
第3章 有限單元法在傳熱學中的應用 16
3.1 有限單元法的概述 16
3.2 有內熱源軸對稱穩定溫度場 16
3.3 有限單元法的單元分析 17
3.3.1 有內熱源軸對稱穩定溫度場 17
3.3.1.1 單元變分計算的格式 17
3.3.1.2 溫度插值函數 17
3.4 有限元離散化 17
3.5 有限單元法的總體合成 18
3.6 應用計算機的有限元分析 18
3.7 本章小結 19
第4章 計算過程與計算結果 20
4.1 ANSYS軟件簡介 20
4.2 直線異步電動機的結構 21
4.2.1 直線異步電動機的結構型式 21
4.2.1.1 圓筒型直線電機的原理與結構 21
4.3 圓筒型直線電機的基礎數據和數據計算 22
4.4 利用ANSYS計算直線電機的溫度場 25
4.5 本章小結 30
結論 31
致謝 32
參考文獻 33

摘要
 直線電機與旋轉電機相比，可算是一種較新穎的電機，主要是由于直線電機沒有齒輪傳動或者從旋轉到直線運動的變換裝置，是一種能將電機直接轉換成直線運動機械能的電力傳動裝置。這種傳動裝置盡管早在19世紀就有人提出，且實際生活中也存在著許多需要直線運動的場合，但過去很長時期以來，由于直線電機除本身在理論上和技術尚不夠完善外，主要是因為沒有發揮直線電機的長處，避免和克服它的短處，因此在需要直線運動的場合中，其驅動源幾乎全部是采用技術上早已成熟的旋轉電機。實踐證明，直線電機只有向著其它驅動裝置有困難，經濟上不合算的領域發展，才能找到直線電機獨特的應用領域。和旋轉電機相比，直線電機的傳動形式有明顯的優勢，如結構簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高等。近年，隨著工業加工質量和運動定位精度等要求的提高，直線電機廣泛地應用在許多領域[1]。因此，本文對直線電機進行了研究。
 本論文研究的是利用ANSYS軟件計算直線電機溫度場。本論文以鋼次級圓筒型直線異步電動機為例。在學習了直線電機的有關知識，認真學習了有限元原理和傳熱學的知識后，利用ANSYS軟件計算直線電機的溫度場。建立了比較完整的理論分析模型和計算方法，對直線電機的設計與優化有著重要意義。
 
關鍵詞　有限元；溫度場 ；直線電機；二維溫度場
Linear Motor Based on ANSYS calculation of temperature field
Abstract
 Linear motor, compared with the rotating motor can be a relatively new motor, is mainly due to the linear motor no gear transmission or rotated to linear motion from the transform device, is a motor can be directly convert linear motion mechanical power transmission device. This kind of transmission device despite earlier in the 19th century, and put forward some practical life exists many need linear motion, but very long period, due to the linear motor in theory and technology in itself is not perfect, mainly because no play linear motor strengths, avoided or overcome shortcomings, so it needs straight-line movement in its drive occasion, almost all is the source of the mature technology in rotating machines. Practice has proved, linear motor drive towards other only have difficulty, economic development, the field not economical to find the linear motor unique applications. Compared to rotating motor，the linear motor has obvious advantages: such as simple structure, no contact or abrasion, low noise, high speed, high accuracy and so on.In recent years, along with the requestment for industrial processing quality and precision of movement location, the linear motor has been widely used in many situations. Therefore, the linear motor is studied in this paper.
 This study is the use of ANSYS software to calculate the temperature field of linear motor. In this thesis, the secondary steel cylindrical linear induction motor as an example. In the study of the linear motor of the knowledge, to seriously study the finite element theory and heat transfer of knowledge, the use of ANSYS software to calculate the temperature field of linear motors. Establishes a relatively complete theoretical analysis model and calculation method of linear motor, the design and optimization of great significance.

Keywords　FEM；Heart transfer；Linear motor；Two-dimensional temperature field
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