ايئر ڪولڊ سسٽم ۽ هڪ مربوط واٽر کولنگ سسٽم کي گڏ ڪندي انڊڪشن موٽرز جي حرارتي انتظام جو تجزيو

Nature.com گهمڻ لاءِ توهان جي مهرباني.توھان استعمال ڪري رھيا آھيو برائوزر ورزن محدود CSS سپورٽ سان.بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو).ساڳئي وقت ۾، جاري مدد کي يقيني بڻائڻ لاء، اسان سائيٽ کي بغير اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ ڏيکاري رهيا آهيون.
انجڻ جي آپريٽنگ خرچن ۽ ڊگھي عمر جي ڪري، هڪ مناسب انجڻ حرارتي انتظام جي حڪمت عملي انتهائي اهم آهي.هي آرٽيڪل بهتر استحڪام فراهم ڪرڻ ۽ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاءِ انڊڪشن موٽرز لاءِ حرارتي انتظام جي حڪمت عملي تيار ڪئي آهي.ان کان سواء، انجڻ جي ٿڌي طريقن تي ادب جو هڪ وسيع جائزو ورتو ويو.بنيادي نتيجي ۾، گرمي جي ورڇ جي معروف مسئلي کي مدنظر رکندي، هڪ اعلي طاقت واري ايئر کولڊ ايسينڪرونس موٽر جو حرارتي حساب ڪتاب ڏنو ويو آهي.ان کان علاوه، هي مطالعو موجوده ضرورتن کي پورو ڪرڻ لاءِ ٻن يا وڌيڪ کولنگ حڪمت عملين سان گڏ هڪ مربوط طريقي جي تجويز پيش ڪري ٿو.100 ڪلوواٽ ايئر ڪولڊ اسينڪرونس موٽر جي ماڊل جو هڪ عددي مطالعو ۽ ساڳئي موٽر جي هڪ بهتر تھرمل مئنيجمينٽ ماڊل، جتي موٽر جي ڪارڪردگيءَ ۾ هڪ اهم اضافو ايئر کولنگ ۽ هڪ مربوط واٽر کولنگ سسٽم جي ميلاپ ذريعي حاصل ڪيو ويو آهي. ڪم پورو ڪيو.SolidWorks 2017 ۽ ANSYS Fluent 2021 ورجن استعمال ڪندي هڪ مربوط ايئر ڪولڊ ۽ واٽر ڪولڊ سسٽم جو اڀياس ڪيو ويو.ٽن مختلف پاڻي جي وهڪري (5 L/min، 10 L/min، ۽ 15 L/min) روايتي ايئر ڪولڊ انڊڪشن موٽرز جي خلاف تجزيو ڪيو ويو ۽ دستياب شايع ٿيل وسيلن کي استعمال ڪندي تصديق ڪئي وئي.تجزيو ڏيکاري ٿو ته مختلف وهڪري جي شرحن لاءِ (ترتيب سان 5 L/min، 10 L/min ۽ 15 L/min) اسان 2.94%، 4.79% ۽ 7.69% جي برابر درجه حرارت جي گھٽتائي حاصل ڪئي.تنهن ڪري، نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته ايمبيڊڊ انڊڪشن موٽر ايئر کولڊ انڊڪشن موٽر جي مقابلي ۾ گرمي پد کي مؤثر طريقي سان گھٽائي سگھي ٿي.
برقي موٽر جديد انجنيئرنگ سائنس جي اهم ايجادن مان هڪ آهي.اليڪٽرڪ موٽر استعمال ڪيا ويندا آهن هر شيءِ ۾ گهريلو سامان کان وٺي گاڏين تائين، بشمول آٽوموٽو ۽ ايرو اسپيس انڊسٽريز.تازن سالن ۾، انڊڪشن موٽرز (AM) جي مقبوليت وڌي وئي آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي اعليٰ شروعاتي ٽوڪ، سٺي رفتار ڪنٽرول ۽ وچولي اوورلوڊ گنجائش (تصوير 1).انڊڪشن موٽرز نه صرف توهان جي روشني بلب کي چمڪائيندا آهن، اهي توهان جي گهر جي اڪثر گيجٽ کي طاقت ڏين ٿا، توهان جي ٽوٿ برش کان وٺي توهان جي ٽسلا تائين.IM ۾ مشيني توانائي اسٽيٽر جي مقناطيسي فيلڊ ۽ روٽر وائنڊنگز جي رابطي جي ذريعي ٺاهي وئي آهي.ان کان علاوه، IM هڪ قابل عمل اختيار آهي ڇاڪاڻ ته نادر زمين جي دھات جي محدود فراهمي جي ڪري.بهرحال، ADs جو بنيادي نقصان اهو آهي ته انهن جي زندگي ۽ ڪارڪردگي گرمي پد تي تمام حساس آهي.انڊڪشن موٽرز دنيا جي بجليءَ جو 40 سيڪڙو استعمال ڪن ٿا، جنهن ڪري اسان کي سوچڻ گهرجي ته انهن مشينن جي بجلي جي استعمال کي منظم ڪرڻ انتهائي اهم آهي.
Arrhenius مساوات ٻڌائي ٿي ته آپريٽنگ گرمي پد ۾ هر 10 ° C جي واڌ لاء، سڄي انجڻ جي زندگي اڌ ٿي ويندي آهي.تنهن ڪري، اعتماد کي يقيني بڻائڻ ۽ مشين جي پيداوار کي وڌائڻ لاء، اهو ضروري آهي ته بلڊ پريشر جي حرارتي ڪنٽرول تي ڌيان ڏيڻ گهرجي.ماضي ۾، حرارتي تجزيي کي نظرانداز ڪيو ويو آهي ۽ موٽر ڊيزائنرز ان مسئلي کي صرف پردي تي سمجهي رهيا آهن، ڊزائن جي تجربي جي بنياد تي يا ٻين طول و عرض جي متغيرن جهڙوڪ وائنڊ ڪرنٽ ڊينسٽي وغيره. ڪيس جي گرمائش جي حالت، نتيجي ۾ مشين جي سائيز ۾ اضافو ۽ تنهنڪري قيمت ۾ اضافو.
حرارتي تجزيي جا ٻه قسم آهن: لمپڊ سرڪٽ تجزيو ۽ عددي طريقا.تجزياتي طريقن جو بنيادي فائدو اهو آهي ته حساب ڪتاب کي جلدي ۽ صحيح طور تي انجام ڏيڻ جي صلاحيت.بهرحال، ڪافي ڪوشش ڪرڻ گهرجي سرڪٽ جي وضاحت ڪرڻ لاءِ ڪافي درستگي سان حرارتي رستا ٺاھڻ لاءِ.ٻئي طرف، انگن اکرن کي ورهايو ويو آهي مجموعي طور تي ڪمپيوٽيشنل فلوئڊ ڊائنامڪس (CFD) ۽ structural Thermal Analysis (STA)، جن مان ٻنهي کي finite element Analysis (FEA) استعمال ڪيو وڃي ٿو.عددي تجزيي جو فائدو اهو آهي ته اهو توهان کي ڊوائيس جي جاميٽري کي ماڊل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو.بهرحال، سسٽم سيٽ اپ ۽ حساب ڪڏهن ڪڏهن ڏکيو ٿي سگهي ٿو.هيٺ ڏنل بحث ڪيل سائنسي آرٽيڪل مختلف جديد انڊڪشن موٽرز جي حرارتي ۽ برقي مقناطيسي تجزيي جا چونڊيل مثال آهن.انهن مضمونن ليکڪن کي حوصلا افزائي ڪئي ته حرارتي رجحان کي غير مطابقت رکندڙ موٽرز ۽ انهن جي کولنگ لاءِ طريقن جو مطالعو ڪيو.
Pil-Wan Han1 MI جي حرارتي ۽ برقي مقناطيسي تجزيي ۾ مصروف هو.lumped سرڪٽ تجزيي جو طريقو حرارتي تجزيي لاء استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ وقت جي مختلف مقناطيسي محدود عنصر جو طريقو برقي مقناطيسي تجزيي لاء استعمال ٿيندو آهي.ڪنهن به صنعتي ايپليڪيشن ۾ حرارتي اوورلوڊ تحفظ کي صحيح طور تي مهيا ڪرڻ لاء، اسٽيٽر وائننگ جي درجه حرارت کي قابل اعتماد اندازي سان اندازو لڳايو وڃي.احمد et al.2 گہرے حرارتي ۽ thermodynamic خيالن جي بنياد تي هڪ اعلي آرڊر گرمي نيٽ ورڪ ماڊل پيش ڪيو.صنعتي حرارتي تحفظ جي مقصدن لاء تھرمل ماڊلنگ طريقن جي ترقي تجزياتي حلن مان فائدو حاصل ڪري ٿي ۽ حرارتي پيٽرولن جي غور سان.
Nair et al.3 استعمال ڪيو 39 kW IM جو گڏيل تجزيو ۽ هڪ 3D عددي حرارتي تجزيو هڪ برقي مشين ۾ حرارتي تقسيم جي اڳڪٿي ڪرڻ لاءِ.Ying et al.4 3D درجه حرارت جي تخميني سان فين کولڊ مڪمل طور تي بند ٿيل (TEFC) IMs جو تجزيو ڪيو.چنڊ وغيره.5 CFD استعمال ڪندي IM TEFC جي گرمي جي وهڪري جي ملڪيت جو اڀياس ڪيو.LPTN موٽر ٽرانزيڪشن ماڊل Todd et al.6 پاران ڏنو ويو.تجويز ڪيل LPTN ماڊل مان نڪتل ڪيل درجه حرارت سان گڏ تجرباتي درجه حرارت ڊيٽا استعمال ڪيا ويا آهن.Peter et al.7 استعمال ڪيو CFD هوا جي وهڪري جو مطالعو ڪرڻ لاءِ جيڪو برقي موٽر جي حرارتي رويي کي متاثر ڪري ٿو.
Cabral et al8 هڪ سادي IM تھرمل ماڊل پيش ڪيو جنھن ۾ مشين جي درجه حرارت حاصل ڪئي وئي سلنڈر گرمي جي تفاوت مساوات کي لاڳو ڪندي.Nategh et al.9 CFD استعمال ڪندي هڪ خود-وائنٽيلڊ ٽريڪشن موٽر سسٽم جو اڀياس ڪيو ته جيئن بهتر ڪيل اجزاء جي درستگي کي جانچيو وڃي.ان ڪري، عددي ۽ تجرباتي اڀياس استعمال ڪري سگھجن ٿا انڊڪشن موٽرز جي حرارتي تجزيي کي نقل ڪرڻ لاءِ، ڏسو انجير.2.
Yinye et al.10 معياري مواد جي عام حرارتي خاصيتن ۽ مشين جي حصن جي نقصان جي عام ذريعن کي استحصال ڪندي حرارتي انتظام کي بهتر بڻائڻ لاءِ هڪ ڊزائين پيش ڪيو.Marco et al.11 CFD ۽ LPTN ماڊل استعمال ڪندي مشين جي اجزاء لاء کولنگ سسٽم ۽ پاڻي جي جيڪٽ ڊزائين ڪرڻ لاء معيار پيش ڪيو.Yaohui et al.12 مختلف ھدايتون مهيا ڪري ٿو ھڪ مناسب کولنگ جو طريقو چونڊڻ لاءِ ۽ ڊيزائن جي عمل جي شروعات ۾ ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ.Nell et al.13 تجويز ڪيل ماڊل استعمال ڪرڻ جي لاءِ جوڙيل برقي مقناطيسي-حرارتي سميوليشن لاءِ قدرن جي ڏنل حد، تفصيل جي سطح ۽ ملٽي فزڪس مسئلي لاءِ ڪمپيوٽيشنل پاور.Jean et al.14 ۽ Kim et al.15 هڪ 3D ملائي FEM فيلڊ استعمال ڪندي ايئر ڪولڊ انڊڪشن موٽر جي گرمي پد جي ورڇ جو اڀياس ڪيو.3D eddy موجوده فيلڊ تجزيو استعمال ڪندي ان پٽ ڊيٽا جو حساب ڪريو جول نقصانن کي ڳولڻ لاءِ ۽ انھن کي حرارتي تجزيو لاءِ استعمال ڪريو.
Michel et al.16 روايتي سينٽرفيوگل کولنگ فين جو مقابلو ڪيو محوري مداحن سان مختلف ڊيزائنن جي تخليقن ۽ تجربن ذريعي.انهن مان هڪ ڊزائن انجڻ جي ڪارڪردگي ۾ ننڍڙي پر اهم بهتري حاصل ڪئي جڏهن ته ساڳئي آپريٽنگ درجه حرارت برقرار رکندي.
Lu et al.17 هڪ انڊڪشن موٽر جي شافٽ تي لوهه جي نقصان جو اندازو لڳائڻ لاءِ بوگليٽي ماڊل سان ميلاپ ۾ برابري وارو مقناطيسي سرڪٽ طريقو استعمال ڪيو.ليکڪ فرض ڪن ٿا ته مقناطيسي وهڪري جي کثافت جي تقسيم ڪنهن به ڪراس سيڪشن ۾ اسپنڊل موٽر جي اندر يونيفارم آهي.انهن پنهنجي طريقي کي محدود عنصر تجزيي ۽ تجرباتي ماڊل جي نتيجن سان مقابلو ڪيو.اهو طريقو MI جي ظاهري تجزيي لاءِ استعمال ٿي سگهي ٿو، پر ان جي درستگي محدود آهي.
18 لڪير انڊڪشن موٽر جي برقياتي مقناطيسي فيلڊ جي تجزيو لاء مختلف طريقا پيش ڪري ٿو.انهن ۾، رد عمل واري ريل ۾ بجلي جي نقصان جو اندازو لڳائڻ جا طريقا ۽ ڪشش لائينر انڊڪشن موٽرز جي گرمي پد جي واڌ جي اڳڪٿي ڪرڻ جا طريقا بيان ڪيا ويا آهن.اهي طريقا استعمال ڪري سگھجن ٿا توانائي جي تبادلي جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء لينر انڊڪشن موٽرز.
Zabdur et al.19 ٽن ماڊل عددي طريقي سان استعمال ڪندي کولنگ جيڪٽ جي ڪارڪردگي جي تحقيق ڪئي.کولنگ جيڪٽ ٽن مرحلن واري IM لاءِ کولنٽ جو بنيادي ذريعو پاڻي استعمال ڪري ٿو، جيڪو پمپنگ لاءِ گهربل طاقت ۽ وڌ کان وڌ درجه حرارت لاءِ اهم آهي.Rippel et al.20 مائع کولنگ سسٽم لاءِ هڪ نئين طريقي کي پيٽنٽ ڪيو آهي جنهن کي ٽرانسورس لاميٽيڊ کولنگ سڏيو ويندو آهي، جنهن ۾ ريفريجرينٽ هڪ ٻئي جي مقناطيسي ليمينيشن ۾ سوراخن جي ذريعي ٺهيل تنگ علائقن مان منتقلي طور تي وهندو آهي.Deriszade et al.21 تجرباتي طور تي تحقيق ڪئي وئي آهي ٽريشن موٽرز جي کولنگ موٽرسائيڪل انڊسٽري ۾ ethylene glycol ۽ پاڻي جو مرکب استعمال ڪندي.CFD ۽ 3D turbulent سيال تجزيي سان مختلف مرکبن جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺو.Boopathi et al.22 جي هڪ تخليقي مطالعي مان معلوم ٿئي ٿو ته واٽر ڪولڊ انجڻين (17-124°C) جي درجه حرارت جي حد ايئر کولڊ انجڻ (104-250°C) جي ڀيٽ ۾ تمام گھٽ آهي.ايلومينيم واٽر ڪولڊ موٽر جو وڌ ۾ وڌ گرمي پد 50.4 سيڪڙو گهٽجي ويو آهي، ۽ PA6GF30 واٽر ڪولڊ موٽر جو وڌ ۾ وڌ گرمي پد 48.4 سيڪڙو گهٽجي ويو آهي.Bezukov et al.23 هڪ مائع کولنگ سسٽم سان انجڻ جي ڀت جي حرارتي چالکائي تي پيماني تي ٺهڻ جي اثر جو جائزو ورتو.اڀياس ڏيکاريا آهن ته 1.5 ملي ميٽر ٿلهي آڪسائيڊ فلم گرمي جي منتقلي کي 30 سيڪڙو گھٽائي ٿي، ايندھن جي استعمال کي وڌائي ٿي ۽ انجڻ جي طاقت گھٽائي ٿي.
Tanguy et al.24 مختلف وهڪري جي شرحن، تيل جي گرمي پد، گھمڻ واري رفتار ۽ برقي موٽرز لاءِ انجيڪشن جي طريقن تي تجربا ڪيا، جيئن لوبريڪٽنگ آئل کولنٽ استعمال ڪيو وڃي.وهڪري جي شرح ۽ مجموعي کولنگ ڪارڪردگي جي وچ ۾ هڪ مضبوط تعلق قائم ڪيو ويو آهي.Ha et al.25 صلاح ڏني وئي آهي ته ڊريپ نوزل ​​کي نوزل ​​طور استعمال ڪيو وڃي ته جيئن آئل فلم کي هڪجهڙائي سان ورهايو وڃي ۽ انجڻ جي کولنگ جي ڪارڪردگي کي وڌ کان وڌ وڌايو وڃي.
Nandi et al.26 انجڻ جي ڪارڪردگي ۽ حرارتي انتظام تي L-shaped فليٽ گرمي پائپ جي اثر جو تجزيو ڪيو.گرميءَ جي پائپ جو بخاري وارو حصو موٽر جي ڪيسنگ ۾ نصب ڪيو ويندو آهي يا موٽر شافٽ ۾ دفن ڪيو ويندو آهي، ۽ ڪنڊينسر وارو حصو نصب ڪيو ويندو آهي ۽ مائع يا هوا کي گردش ڪندي ٿڌو ڪيو ويندو آهي.Bellettre et al.27 ھڪڙو پي سي ايم سولڊ-مائع کولنگ سسٽم جو مطالعو ڪيو ھڪڙو عارضي موٽر اسٽيٽر لاء.PCM وائنڊ هيڊز کي متاثر ڪري ٿو، لڪير واري حرارتي توانائي کي محفوظ ڪندي گرم جڳهه جي درجه حرارت کي گھٽائي ٿو.
اهڙيء طرح، موٽر ڪارڪردگي ۽ درجه حرارت مختلف کولنگ حڪمت عملي استعمال ڪندي جائزو ورتو ويو آهي، تصوير ڏسو.3. اهي کولنگ سرڪٽ وائنڊنگز، پليٽس، وائنڊنگ هيڊز، مقناطيس، ڪارڪاس ۽ آخر پليٽن جي گرمي پد کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ ٺهيل آهن.
مائع کولنگ سسٽم انهن جي موثر گرمي جي منتقلي لاء مشهور آهن.بهرحال، انجڻ جي چوڌاري کولنٽ پمپ ڪرڻ تمام گهڻي توانائي خرچ ڪري ٿو، جيڪا انجڻ جي موثر پاور آئوٽ کي گھٽائي ٿي.ايئر کولنگ سسٽم، ٻئي طرف، هڪ وڏي پيماني تي استعمال ٿيل طريقو آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي گهٽ قيمت ۽ اپ گريڊ جي آسانيء جي ڪري.بهرحال، اهو اڃا تائين مائع کولنگ سسٽم کان گهٽ موثر آهي.هڪ مربوط طريقي جي ضرورت آهي جيڪا مائع-ٿڌي سسٽم جي تيز گرمي جي منتقلي جي ڪارڪردگي کي گڏ ڪري سگهي ٿي ايئر کولڊ سسٽم جي گهٽ قيمت سان اضافي توانائي استعمال ڪرڻ کان سواء.
هي آرٽيڪل AD ۾ گرمي جي نقصانن جي فهرست ۽ تجزيو ڪري ٿو.هن مسئلي جو ميکانيزم، انهي سان گڏ انڊڪشن موٽر جي گرمائش ۽ کولنگ، کولنگ اسٽريٽيجيز ذريعي انڊڪشن موٽرز سيڪشن ۾ گرمي جي نقصان ۾ وضاحت ڪئي وئي آهي.انڊڪشن موٽر جي ڪور جي گرمي نقصان کي گرمي ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي.تنهن ڪري، هي مقالو انجڻ جي اندر گرميء جي منتقلي جي ميکانيزم تي بحث ڪري ٿو ۽ جبري ڪنوڪشن ذريعي.IM جي حرارتي ماڊلنگ استعمال ڪندي تسلسل مساوات، نيويئر-اسٽوڪس/مومينٽم مساوات ۽ توانائي جي مساواتن کي ٻڌايو ويو آهي.محقق IM جي تجزياتي ۽ عددي حرارتي مطالعي کي انجام ڏيڻ لاء اسٽيٽر وائنڊنگ جي گرمي جو اندازو لڳائڻ لاء واحد مقصد لاء برقي موٽر جي حرارتي نظام کي ڪنٽرول ڪرڻ لاء.هي آرٽيڪل ايئر ڪولڊ IMs جي حرارتي تجزيو ۽ CAD ماڊلنگ ۽ ANSYS فلوئنٽ سموليشن استعمال ڪندي انٽيگريٽيڊ ايئر ڪولڊ ۽ واٽر ڪولڊ IMs جي تھرمل تجزيي تي ڌيان ڏئي ٿو.۽ ايئر ڪولڊ ۽ واٽر ڪولڊ سسٽم جي انٽيگريٽيڊ سڌريل ماڊل جي تھرمل فائدن جو تفصيلي تجزيو ڪيو ويو آھي.جيئن مٿي ذڪر ڪيو ويو آهي، هتي ڏنل دستاويز نه آهن آرٽ جي رياست جو تت، حرارتي رجحان ۽ انڊڪشن موٽر جي کولنگ جي ميدان ۾، پر اهي ڪيترن ئي مسئلن جي نشاندهي ڪن ٿا جن کي حل ڪرڻ جي ضرورت آهي انڊڪشن موٽرز جي قابل اعتماد آپريشن کي يقيني بڻائڻ لاءِ. .
گرمي جي نقصان کي عام طور تي ٽامي جي نقصان، لوهه جي نقصان ۽ رگڻ / ميڪيڪل نقصان ۾ ورهايو ويندو آهي.
ڪاپر جي نقصانات جول گرمي جو نتيجو آهن موصل جي مزاحمت جي ڪري ۽ ان کي 10.28 جي حساب سان چئي سگهجي ٿو:
جتي q̇g پيدا ٿيل گرمي آهي، I ۽ Ve ترتيب وار ڪرنٽ ۽ وولٽيج آهن، ۽ Re تانبا جي مزاحمت آهي.
لوهه جو نقصان، جنهن کي پارسياتي نقصان پڻ سڏيو ويندو آهي، نقصان جو ٻيو مکيه قسم آهي جيڪو AM ۾ هسٽريسس ۽ ايدي موجوده نقصان جو سبب بڻجندو آهي، خاص طور تي وقت جي مختلف مقناطيسي فيلڊ جي ڪري.انهن جو مقدار وڌايو ويو اسٽين ميٽز مساوات جي ذريعي، جن جي گنجائش کي مسلسل يا متغير سمجهي سگهجي ٿو آپريٽنگ حالتن جي لحاظ کان 10,28,29.
جتي Khn بنيادي نقصان واري ڊراگرام مان نڪتل هسٽريسس نقصان جو عنصر آهي، Ken آهي eddy موجوده نقصان جو عنصر، N هارمونڪ انڊيڪس آهي، Bn ۽ f بالترتيب غير sinusoidal excitation جي چوٽي فلوڪس کثافت ۽ تعدد آهن.مٿي ڏنل مساوات کي وڌيڪ آسان بڻائي سگهجي ٿو 10,29:
انهن مان، K1 ۽ K2 آهن بنيادي نقصان جو عنصر ۽ ايدي موجوده نقصان (qec)، هسٽريسس نقصان (qh)، ۽ اضافي نقصان (qex)، ترتيب سان.
ونڊ لوڊ ۽ رگڙ نقصان IM ۾ مشيني نقصان جا ٻه مکيه سبب آهن.واء ۽ رگڙ نقصان 10 آهن،
فارمولا ۾، n گھمڻ واري رفتار آھي، Kfb رگڙ جي نقصانن جو ڪوففينٽ آھي، D روٽر جو ٻاھرين قطر آھي، l روٽر جي ڊگھائي آھي، G آھي روٽر جو وزن 10.
انجڻ جي اندر گرميءَ جي منتقلي لاءِ بنيادي ميکانيزم ڪنڊڪشن ۽ اندروني گرمائش ذريعي آهي، جيئن هن مثال تي لاڳو ڪيل Poisson equation30 پاران طئي ڪيو ويو آهي:
آپريشن دوران، وقت ۾ هڪ خاص نقطي کان پوء جڏهن موٽر مستحڪم حالت تي پهچي ٿي، پيدا ٿيندڙ گرمي کي سطح جي گرمي جي وهڪري جي مسلسل گرمائش سان لڳ ڀڳ ٿي سگهي ٿو.تنهن ڪري، اهو فرض ڪري سگهجي ٿو ته انجڻ جي اندر جي وهڪري اندروني گرمي جي ڇڏڻ سان ڪيو ويندو آهي.
پنن ۽ ڀرپاسي جي ماحول جي وچ ۾ گرميء جي منتقلي کي زبردستي ڪنويڪيشن سمجهيو ويندو آهي، جڏهن سيال کي هڪ خاص طرفي طرف منتقل ڪرڻ تي مجبور ڪيو ويندو آهي.Convection 30 طور بيان ڪري سگهجي ٿو:
جتي h گرميءَ جي منتقلي جي کوٽائي آهي (W/m2 K)، A آهي مٿاڇري جو علائقو، ۽ ΔT آهي گرميءَ جي منتقلي واري مٿاڇري ۽ مٿاڇري تي بيٺل ريفريجرينٽ جي وچ ۾ درجه حرارت جو فرق.Nusselt نمبر (Nu) حد تائين لمبندڙ convective ۽ conductive گرمي جي منتقلي جي تناسب جو هڪ ماپ آهي ۽ ليمينار ۽ turbulent وهڪري جي خاصيتن جي بنياد تي چونڊيو ويو آهي.تجرباتي طريقي جي مطابق، ٻرندڙ وهڪري جو Nusselt نمبر عام طور تي Reynolds نمبر ۽ Prandtl نمبر سان لاڳاپيل هوندو آهي، جنهن کي 30 طور ظاهر ڪيو ويو آهي:
جتي h convective heat transfer coefficient (W/m2 K) آهي، l خصوصيت جي ڊيگهه آهي، λ آهي فالج جي حرارتي چالکائي (W/m K)، ۽ Prandtl نمبر (Pr) ان جي تناسب جي ماپ آهي. حرارتي تفاوت (يا رفتار ۽ حرارتي حد جي پرت جي لاڳاپي ٿلهي) ڏانهن مومينٽم ڊفيوشن ڪوفيسيٽ، 30 طور بيان ڪيو ويو آهي:
جتي k ۽ cp آهن حرارتي چالکائي ۽ مائع جي مخصوص گرمي جي گنجائش، ترتيب سان.عام طور تي، ايئر ۽ پاڻي برقي موٽرز لاء سڀ کان وڌيڪ عام ٿڌيون آهن.ماحولي درجه حرارت تي هوا ۽ پاڻي جي مائع جا خاصيتون جدول 1 ۾ ڏيکاريل آهن.
IM تھرمل ماڊلنگ ھيٺين مفروضن تي مبني آھي: 3D مستحڪم حالت، ٻرندڙ وهڪري، هوا ھڪڙو مثالي گيس آھي، نفي تابڪاري، نيوٽونين فلوئڊ، ناقابل دٻاءُ مايع، غير پرچي حالت، ۽ مسلسل ملڪيتون.تنهن ڪري، هيٺين مساواتن کي مائع علائقي ۾ ڪاميٽي، رفتار، ۽ توانائي جي تحفظ جي قانونن کي پورو ڪرڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي.
عام صورت ۾، ماس ڪنزرويشن برابري برابر آهي خالص ماس وهڪري جي سيل ۾ مائع سان، مقرر ڪيل فارمولا:
نيوٽن جي ٻئي قانون موجب، هڪ مائع ذرڙي جي رفتار جي تبديليءَ جي شرح ان تي عمل ڪندڙ قوتن جي مجموعن جي برابر آهي، ۽ عام رفتار جي تحفظ جي مساوات کي ویکٹر فارم ۾ لکي سگهجي ٿو:
اصطلاح ∇p، ∇∙τij، ۽ ρg مٿين مساواتن ۾ ترتيب سان دٻاء، ويسڪوسيٽي ۽ ڪشش ثقل جي نمائندگي ڪن ٿا.کولنگ ميڊيا (هوا، پاڻي، تيل، وغيره) مشينن ۾ کولنٽس طور استعمال ڪيا ويندا آهن عام طور تي نيوٽنين کي سمجهيو ويندو آهي.هتي ڏيکاريل مساواتن ۾ صرف هڪ لڪير لاڳاپو شامل آهي شار جي دٻاء جي وچ ۾ ۽ هڪ رفتار جي درجه بندي (اسٽرين جي شرح) قيرين جي طرف عمدي طور تي.مسلسل viscosity ۽ مسلسل وهڪري تي غور ڪندي، مساوات (12) کي 31 ۾ تبديل ڪري سگھجي ٿو:
Thermodynamics جي پهرين قانون مطابق، هڪ مائع ذرڙي جي توانائي ۾ تبديلي جي شرح مائع جي ذري مان پيدا ٿيندڙ خالص گرمي ۽ مائع ذري جي پيدا ڪيل خالص طاقت جي برابر آهي.نيوٽن جي دٻائڻ واري ويسڪس وهڪري لاءِ، توانائي جي بچاءُ جي مساوات کي 31 طور بيان ڪري سگهجي ٿو:
جتي Cp مسلسل دٻاء تي گرمي جي گنجائش آهي، ۽ اصطلاح ∇ ∙ (k∇T) مائع سيل جي حد ذريعي حرارتي چالکائي سان لاڳاپيل آهي، جتي k حرارتي چالکائي کي ظاهر ڪري ٿو.مشيني توانائيءَ جي گرميءَ ۾ تبديلي کي \(\varnothing\) جي لحاظ کان سمجهيو ويندو آهي (يعني ويسڪوس ڊسيپيشن فنڪشن) ۽ ان جي وضاحت هن ريت ڪئي وئي آهي:
جتي \(\rho\) مائع جي کثافت آهي، \(\mu\) مائع جي viscosity آهي، u، v ۽ w، بالترتيب مائع جي رفتار جي x، y، z جي طرف جي صلاحيت آهي.هي اصطلاح ميڪانياتي توانائي جي حرارتي توانائي ۾ تبديلي کي بيان ڪري ٿو ۽ ان کي نظرانداز ڪري سگهجي ٿو ڇاڪاڻ ته اهو صرف ان وقت اهم آهي جڏهن سيال جي ويسڪوسيٽي تمام گهڻي آهي ۽ سيال جي رفتار جي درجه بندي تمام وڏي آهي.مسلسل وهڪري جي صورت ۾، مسلسل مخصوص گرمي ۽ حرارتي چالکائي، توانائي جي مساوات کي هن ريت تبديل ڪيو ويو آهي:
اهي بنيادي مساواتون ڪارٽسين ڪوآرڊينيٽ سسٽم ۾ لامينار وهڪري لاءِ حل ٿيل آهن.بهرحال، ٻين ڪيترن ئي ٽيڪنيڪل مسئلن وانگر، برقي مشينن جو آپريشن بنيادي طور تي turbulent وهڪري سان لاڳاپيل آهي.تنهن ڪري، اهي مساواتون تبديل ڪيون ويون آهن Reynolds Navier-Stokes (RANS) turbulence ماڊلنگ لاءِ سراسري طريقي سان.
هن ڪم ۾، ANSYS FLUENT 2021 پروگرام CFD ماڊلنگ لاءِ لاڳاپيل حدن جي حالتن سان چونڊيو ويو، جهڙوڪ ماڊل سمجهيو ويو: 100 ڪلوواٽ جي گنجائش سان ايئر کولنگ سان گڏ هڪ اسنڪرونس انجڻ، روٽر جو قطر 80.80 ملي ميٽر، قطر اسٽيٽر جي 83.56 ملي ميٽر (اندروني) ۽ 190 ملي ايم (ٻاهرين)، 1.38 ملي ميٽر جو هوائي خلا، 234 ملي ميٽر جي ڪل ڊيگهه، مقدار، رٻڙ جي ٿولهه 3 ملي ايم..
SolidWorks ايئر ڪولڊ انجڻ جو ماڊل وري ANSYS فلوئنٽ ۾ امپورٽ ڪيو ويندو آهي ۽ نقل ڪيو ويندو آهي.ان کان سواء، حاصل ڪيل نتيجن کي چڪاس ڪيو ويو آهي ته يقيني بڻائڻ جي درستگي کي يقيني بڻائي سگهجي.ان کان علاوه، هڪ مربوط ايئر ۽ واٽر-ڪولڊ IM سولڊ ورڪ 2017 سافٽ ويئر استعمال ڪندي ماڊل ڪيو ويو ۽ ANSYS فلوئنٽ 2021 سافٽ ويئر استعمال ڪندي ٺهيل هئي (شڪل 4).
ھن ماڊل جي ڊيزائن ۽ طول و عرض سيمينز 1LA9 ايلومينيم سيريز مان متاثر آھن ۽ ماڊل SolidWorks 2017 ۾ ٺاھيا ويا آھن. ماڊل کي ٿورڙي تبديل ڪيو ويو آھي سموليشن سافٽ ويئر جي ضرورتن کي پورو ڪرڻ لاءِ.ANSYS Workbench 2021 سان ماڊلنگ ڪرڻ دوران ناپسنديده حصن کي هٽائڻ، فليٽ، چيمفرز، ۽ وڌيڪ کي هٽائڻ سان CAD ماڊل کي تبديل ڪريو.
هڪ ڊزائن جي جدت پاڻي جي جيڪٽ آهي، جنهن جي ڊيگهه پهرين ماڊل جي تخليقي نتيجن مان طئي ڪيو ويو آهي.ANSYS ۾ کمر استعمال ڪرڻ وقت بهترين نتيجا حاصل ڪرڻ لاءِ واٽر جيڪٽ جي تخليق ۾ ڪجهه تبديليون ڪيون ويون آهن.IM جا مختلف حصا تصوير ۾ ڏيکاريا ويا آهن.5a-f.
(الف).روٽر ڪور ۽ IM شافٽ.(b) IM اسٽيٽر ڪور.(c) IM اسٽيٽر وائنڊنگ.(d) MI جو خارجي فريم.(e) IM واٽر جيڪٽ.f) ايئر ۽ واٽر کولڊ IM ماڊلز جو ميلاپ.
شافٽ تي لڳل پنن کي 10 m/s جي مسلسل هوا جي وهڪري ۽ پنن جي مٿاڇري تي 30 ° C جي درجه حرارت مهيا ڪري ٿي.قيمت جي قيمت بي ترتيب طور تي چونڊيو ويو آهي بلڊ پريشر جي صلاحيت جي لحاظ سان هن مضمون ۾ تجزيو ڪيو ويو، جيڪو ادب ۾ ظاهر ڪيل ان کان وڌيڪ آهي.گرم زون ۾ روٽر، اسٽيٽر، اسٽيٽر وائنڊنگز ۽ روٽر ڪيج بار شامل آهن.اسٽيٽر ۽ روٽر جو مواد اسٽيل آهي، وائننگز ۽ ڪيج جا رستا ٽامي جا آهن، فريم ۽ ريب ايلومينيم آهن.انهن علائقن ۾ پيدا ٿيندڙ گرمي برقياتي مقناطيسي واقعن جي ڪري آهي، جهڙوڪ جول حرارتي جڏهن هڪ خارجي ڪرنٽ ٽامي جي ڪنڊ مان گذري ٿو، انهي سان گڏ مقناطيسي فيلڊ ۾ تبديليون.مختلف اجزاء جي گرمي ڇڏڻ جي شرح 100 kW IM لاء موجود مختلف ادب مان ورتو ويو.
انٽيگريٽيڊ ايئر ڪولڊ ۽ واٽر ڪولڊ IMs، مٿي ڏنل شرطن کان علاوه، هڪ واٽر جيڪٽ پڻ شامل آهي، جنهن ۾ گرميءَ جي منتقلي جي صلاحيت ۽ پمپ پاور گهرجون مختلف پاڻي جي وهڪري جي شرحن (5 l/min، 10 l/min) لاءِ تجزيو ڪيو ويو. ۽ 15 ليٽر / منٽ).ھن والو کي گھٽ ۾ گھٽ والو جي طور تي چونڊيو ويو، ڇو ته نتيجا 5 L/min کان ھيٺ وهندڙ لاء خاص طور تي تبديل نه ٿيا.ان کان علاوه، 15 L/min جي وهڪري جي شرح کي وڌ ۾ وڌ قدر جي طور تي چونڊيو ويو، ڇاڪاڻ ته پمپنگ پاور خاص طور تي وڌي وئي باوجود ان حقيقت جي باوجود ته گرمي پد جاري رهي.
ANSYS Fluent ۾ مختلف IM ماڊل درآمد ڪيا ويا ۽ ANSYS ڊيزائن ماڊلر استعمال ڪندي وڌيڪ ايڊٽ ڪيا ويا.ان کان علاوه، AD جي چوڌاري 0.3 × 0.3 × 0.5 m جي طول و عرض سان هڪ دٻي جي شڪل وارو ڪيسنگ انجڻ جي چوڌاري هوا جي حرڪت جو تجزيو ڪرڻ ۽ ماحول ۾ گرمي جي خارج ٿيڻ جو مطالعو ڪرڻ لاءِ ٺاهيو ويو.ساڳيا تجزيا انٽيگريٽيڊ ايئر ۽ واٽر ڪولڊ آئي ايمز لاءِ ڪيا ويا.
IM ماڊل CFD ۽ FEM عددي طريقن سان استعمال ڪيو ويو آهي.Meshes ٺهيل آهن CFD ۾ هڪ ڊومين کي حصن جي هڪ خاص تعداد ۾ ورهائڻ لاءِ هڪ حل ڳولڻ لاءِ.انجڻ جي اجزاء جي عام پيچيده جاميٽري لاءِ مناسب عنصرن جي ماپن سان ٽيٽراڊرل ميش استعمال ڪيا ويندا آهن.مٿاڇري جي صحيح گرمي جي منتقلي جا نتيجا حاصل ڪرڻ لاءِ سڀئي انٽرفيس 10 تہن سان ڀرجي ويا.ٻن MI ماڊلز جي گرڊ جاميٽري تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.6a، ب.
توانائي جي مساوات توهان کي انجڻ جي مختلف علائقن ۾ گرمي جي منتقلي جو مطالعو ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي.K-epsilon turbulence ماڊل معياري ڀت جي ڪم سان گڏ ٻاهرئين سطح جي چوڌاري turbulence ماڊل ڪرڻ لاء چونڊيو ويو.ماڊل kinetic energy (Ek) ۽ turbulent dissipation (epsilon) کي حساب ۾ رکي ٿو.ٽامي، ايلومينيم، اسٽيل، هوا ۽ پاڻي انهن جي معياري خاصيتن لاء انهن جي لاڳاپيل ايپليڪيشنن ۾ استعمال لاء چونڊيو ويو.گرميءَ جي گھٽتائي جي شرح (ڏسو ٽيبل 2) ان پٽن جي طور تي ڏني وئي آهي، ۽ مختلف بيٽري زون جون حالتون 15، 17، 28، 32 تي مقرر ڪيون ويون آهن. موٽر ڪيس تي هوا جي رفتار ٻنهي موٽر ماڊلز لاءِ 10 m/s مقرر ڪئي وئي هئي، ۽ ان ۾ ان کان علاوه، پاڻي جي جيڪٽ لاء ٽن مختلف پاڻي جي شرحن ۾ ورتو ويو (5 l/min، 10 l/min ۽ 15 l/min).وڌيڪ درستي لاءِ، سڀني مساواتن لاءِ بقايا 1 × 10-6 جي برابر مقرر ڪيا ويا.نيويئر پرائم (NS) مساواتن کي حل ڪرڻ لاءِ SIMPLE (پريشر مساواتن لاءِ نيم-مضمون طريقو) الگورٿم چونڊيو.هائبرڊ جي شروعات مڪمل ٿيڻ کان پوء، سيٽ اپ 500 ورجائي هلندو، جيئن شڪل 7 ۾ ڏيکاريل آهي.