[發明專利]一種永磁電機的穩態溫度場模型的優化散熱設計方法

有效

• 申請號: 202011040721.7
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112134410B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 謝佳娜;陳敏生
• 申請（專利權）人: 揭陽市匯寶昌電器有限公司
• 主分類號: H02K9/06
• 分類號: H02K9/06;F04D29/30
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

本發明公開了一種吸塵器用永磁電機的穩態溫度場模型的優化散熱設計方法，包括根據高速永磁電機確定電機外殼內徑、長度及換向器外徑，構建幾何模型；獲取電機額定工況下的參數，計算電機內部的損耗產熱；根據內嵌式離心葉輪散熱模型，計算電機內部散熱；構建葉輪數參數化內嵌式離心葉輪模型，并進行電機發熱?換熱穩態溫度場仿真，根據電機溫度場分布確定離心葉輪模型最優葉輪數。本發明構建一種內嵌式離心葉輪裝置，其裝置可優化吸塵器用電機的散熱效率，根據吸塵器用高速永磁電機產熱原理，采用仿真進行電機穩態溫度場模擬，確定最優離心葉輪裝置參數，實現吸塵器用永磁電機的溫度場模擬并優化散熱。

技術領域

本發明涉及吸塵器中高速永磁電機技術領域，尤其涉及一種吸塵器用永磁電機的穩態溫度場模型的優化散熱設計方法。

背景技術

驅動電機將電力轉化為驅動力，通過電機的驅動力傳遞給吸塵器葉輪負載。吸塵器用高速永磁電機，需要具備體積小，轉速高，啟動快，壽命長等特點。目前各大廠商不斷提高自身產品的性價比，也對性能提出更高要求。高速永磁電機在運行過程中，會產生大量的熱量，直接影響電機的效率，使用壽命。本發明公開一種吸塵器用永磁電機的穩態溫度場模型及優化散熱設計方法，采用本方法可優化在吸塵器不同功率模式下的溫度場分析及高效散熱，保證電機關鍵零部件溫度均勻，降低電機最高溫度，優化電機工作環境。

在本發明以前的吸塵器用換向偏轉高速永磁電機設計方法現有技術中，有如下幾篇對比專利和文獻:

1)高功率密度電機冷卻系統設計方法及采用該方法設計的電機(CN 111222279A)公開了一種冷卻液流系統，冷卻液留到布置在定子外殼內部，有效提升電機散熱效率，該發明采用液流冷卻方式，需增加電機負荷；

2)一種定子鐵芯冷卻結構及電機冷卻系統(CN 111509876 A)公開一種定子鐵芯冷卻結構及電機冷卻系統，通過對鐵芯上的軸向凹槽沖壓成型，形成油液冷卻通道，提升電機散熱效率，該發明適用于高功率密度電機散熱優化，但液流冷卻不適合于真空吸塵器電機工作環境。

3)電機冷卻結構(CN 110601444 A)公開了風冷式電機冷卻裝置，通過改變罩體上進風口的布置并設置吸音材料，改變冷卻氣流的流動路徑，避免氣流對流導致的噪音，提升電機散熱，該發明對外界高風速環境適用好，但需采用吸音材料，并改變罩體進風口布置，對電機改動較大，需增加一定成本。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種吸塵器用永磁電機的穩態溫度場模型的優化散熱設計方法。

本發明的目的通過以下的技術方案來實現：

一種永磁電機的穩態溫度場模型的優化散熱設計方法，包括：

A根據高速永磁電機確定電機外殼內徑D_max、長度L及換向器外徑d，構建幾何模型；

B獲取電機額定工況下的參數，計算電機內部的損耗產熱；

C根據內嵌式離心葉輪散熱模型，計算電機內部散熱；

D構建葉輪數參數化內嵌式離心葉輪模型，并進行電機發熱-換熱穩態溫度場仿真，根據電機溫度場分布確定離心葉輪模型最優葉輪數。

與現有技術相比，本發明的一個或多個實施例可以具有如下優點：

本發明通過構建一種內嵌式離心葉輪散熱裝置，其裝置可優化電機散熱。根據吸塵器用高速永磁電機產熱原理，采用仿真進行電機穩態溫度場模擬，確定最優離心葉輪裝置參數，最終可確定離心葉輪散熱裝置的具體結構，實現吸塵器用高速永磁電機的溫度場模擬并優化散熱。本方法靈活簡便、適應性強，可優化在吸塵器不同功率模式下的溫度場分析及高效散熱，保證電機關鍵零部件溫度均勻，降低電機最高溫度，優化電機工作環境。

附圖說明

圖1是永磁電機的穩態溫度場模型的優化散熱設計方法流程圖；