一种温度分布均匀的鳍片面积优化方法及电机热管结构技术

本发明专利技术提供了一种温度分布均匀的鳍片面积优化方法及电机热管结构，包括：步骤S1，取鳍片面积最小的电机定子绕组模型作为原始模型，调整原始模型的倾斜角度使热管与第一倾角重合，并进行热实验测量得到原始温度曲线；步骤S2，取除原始模型外的其余电机定子绕组模型作为优化模型，调整各优化模型的倾斜角度使热管与第二倾角重合并通过热实验得到稳态绕组温度；步骤S3，根据各优化模型的鳍片面积、稳态绕组温度拟合得到优化温度曲线，并根据优化、原始温度曲线得到优化后鳍片面积，以及将原始模型的鳍片面积调整为优化后鳍片面积。有益效果是本发明专利技术能够根据热管倾斜角度得到鳍片的最优面积使得电机定子绕组模型圆周方向温度分布均匀。布均匀。布均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种温度分布均匀的鳍片面积优化方法及电机热管结构


[0001]本专利技术涉及电机鳍片的
，具体而言，涉及一种温度分布均匀的鳍片面积优化方法及电机热管结构。

技术介绍

[0002]现代无人机对自身的功重比和可靠性的要求较高，通常没有配套的冷却油路，因此推进电机通常采用风冷散热方式进行散热，但是由于推进电机中热源距离外部散热器的散热路径较长，导致推进电机内部的热量无法快速有效地传导至散热器并消散到空气中。
[0003]为应对这一难题，目前的电机多采用热管作为高效导热介质，将电机绕组中产生的大量热量传导至热管进行散热，电机外围的热管可能会存在不同的倾斜角度，而当热管处于较大的倾斜角度时则会影响热管中工作介质的回流速率，削弱热管的传热性能，导致带热管电机圆周方向温度分布不均匀。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的是带热管电机圆周方向温度分布不均匀的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种温度分布均匀的鳍片面积优化方法，预先配置多个电机定子绕组模型，每个所述电机定子绕组模型内均设有一个热管及与所述热管连接的一个鳍片，且各所述电机定子绕组模型内的所述鳍片的鳍片面积相等；
[0006]所述鳍片面积优化方法包括以下步骤：
[0007]步骤S1，取所述鳍片面积最小的所述电机定子绕组模型作为原始模型，调整所述原始模型的倾斜角度以使所述原始模型内的所述热管与预设的一第一倾角重合，随后对所述原始模型进行热实验并于所述热实验的过程中持续测量所述原始模型的一实时绕组温度得到一原始温度曲线；
[0008]步骤S2，取除所述原始模型外的其余各所述电机定子绕组模型作为优化模型，调整各所述优化模型的倾斜角度以使各所述优化模型内的所述热管与预设的一第二倾角重合，随后对各所述优化模型分别进行热实验以测量得到各所述优化模型对应的一稳态绕组温度；
[0009]步骤S3，根据各所述优化模型内所述鳍片的所述鳍片面积、各所述优化模型对应的所述稳态绕组温度拟合得到一优化温度曲线，并根据所述优化温度曲线和所述原始温度曲线得到一优化后鳍片面积，以及将所述原始模型内所述鳍片的所述鳍片面积调整为所述优化后鳍片面积，使得所述原始模型内的所述热管与所述第二倾角重合时所述原始模型圆周方向温度分布均匀。
[0010]本方案中，考虑到当所述电机定子绕组模型内的所述热管处于较大的倾斜角度时则影响所述热管中工作介质的回流速率，削弱所述热管的传热性能，导致所述电机定子绕组模型外围沿圆周方向分布的区域会出现温度分布不均匀的问题，因此通过增大所述鳍片面积来补偿所述热管倾斜角度过大导致的性能下降，进而改善所述电机定子绕组模型外围
圆周方向温度分布不均匀的问题。
[0011]进一步的，通过增大所述鳍片面积能够改善所述热管的性能，但同时考虑到所述电机定子绕组模型的占用体积，因此所述鳍片面积不可过大，通过所述优化温度曲线和所述原始温度曲线得到所述优化后鳍片面积，所述优化后鳍片面积表示所述鳍片的最优面积，既可以改善所述热管的性能，又不会使得占用体积过大。
[0012]优选的，所述步骤S1包括：
[0013]步骤S11，取所述鳍片面积最小的所述电机定子绕组模型作为所述原始模型，将所述原始模型内所述热管的倾斜角度调整至预设的所述第一倾角；
[0014]步骤S12，对所述原始模型进行热实验并于所述热实验的过程中持续测量所述原始模型的所述实时绕组温度；
[0015]步骤S13，判断当前时刻的所述实时绕组温度是否与前一时刻的所述实时绕组温度不同：
[0016]若是，则返回所述步骤S13；
[0017]若否，则转向步骤S14；
[0018]步骤S14，记录当前时刻之后测量得到的各所述实时绕组温度得到所述原始温度曲线。
[0019]本方案中，通过判断当前时刻的所述实时绕组温度是否与前一时刻的所述实时绕组温度不同来判定所述实时绕组温度是否达到稳态温度，将达到稳态温度后的所述实时绕组温度记录成所述原始温度曲线，更具有合理性，以表示所述原始模型内所述热管弯折至所述第一倾角时的常态下温度。
[0020]优选的，所述步骤S1中的所述第一倾角为0度。
[0021]本方案中，将所述第一倾角设为0度，以表示所述热管处于最优使用情况，此时所述热管的性能最佳。
[0022]优选的，各所述电机定子绕组模型的数量为5个，所述原始模型对应的所述鳍片面积为预设的一原始面积，各所述优化模型对应的所述鳍片面积分别为预设的一第一优化面积、一第二优化面积、一第三优化面积和一第四优化面积，则所述步骤S3中，根据所述原始面积及所述原始面积对应的所述稳态绕组温度、所述第一优化面积及所述第一优化面积对应的所述稳态绕组温度、所述第二优化面积及所述第二优化面积对应的所述稳态绕组温度、所述第三优化面积及所述第三优化面积对应的所述稳态绕组温度、所述第四优化面积及所述第四优化面积对应的所述稳态绕组温度拟合得到所述优化温度曲线。
[0023]优选的，所述第一优化面积为所述原始面积的1.07倍，所述第二优化面积为所述原始面积的1.13倍，所述第三优化面积为所述原始面积的1.2倍，所述第四优化面积为所述原始面积的1.27倍。
[0024]优选的，所述步骤S2中所述第二倾角为180度，则所述步骤S3中的所述优化后鳍片面积为1.21倍。
[0025]本方案中，将所述第二倾角设为180度，以表示所述热管处于最差使用情况，此时所述热管的性能最差，不断增加所述鳍片面积并在所述热管性能最差时的温度与所述热管性能最优时的温度一致时即代表寻找到所述优化后鳍片面积，所述鳍片调整为所述优化后鳍片面积已经能够补偿因为所述热管的倾斜角度导致的冷却性能下降。
[0026]优选的，各所述电机定子绕组模型内的所述鳍片为下半周鳍片。
[0027]本方案中，考虑到所述电机定子绕组模型在日常使用时，下半周的温度会明显高于上半周的温度，因此通过调整下半周的所述鳍片对应的所述鳍片面积来改善所述热管的性能以降低温度，达到温度分布均匀的目的。
[0028]优选的，所述步骤S3中，以面积为横坐标，以温度为纵坐标，将所述原始温度曲线和所述优化温度曲线放置于同一坐标系中得到一交点，并将所述交点的横坐标作为所述优化后鳍片面积。
[0029]本方案中，同一使用环境下，所述原始面积的所述鳍片在所述热管处于所述第一倾角时的温度为一条直线，而所述优化后温度曲线为一条斜线，因此所述原始温度曲线和所述优化后温度曲线只存在一个交点，该交点的横坐标即可代表所述优化后鳍片面积。
[0030]本专利技术还提供一种温度分布均匀的电机热管结构，应用上述的鳍片面积优化方法，包括：
[0031]一电机，所述电机的圆周外壁上铺设有多个所述热管且各所述热管分别插入所述电机的电机槽内并与缠绕于所述电机槽内的绕组相连接；
[0032]多个所述鳍片，分别设于对应的所述热管上且各所述鳍片均沿所述电机的圆周方向设置，各所述鳍片包括上半周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度分布均匀的鳍片面积优化方法，其特征在于，预先配置多个电机定子绕组模型，每个所述电机定子绕组模型内均设有一个热管及与所述热管连接的一个鳍片，且各所述电机定子绕组模型内的所述鳍片的鳍片面积不同；所述鳍片面积优化方法包括以下步骤：步骤S1，取所述鳍片面积最小的所述电机定子绕组模型作为原始模型，调整所述原始模型的倾斜角度以使所述原始模型内的所述热管与预设的一第一倾角重合，随后对所述原始模型进行热实验并于所述热实验的过程中持续测量所述原始模型的一实时绕组温度得到一原始温度曲线；步骤S2，取除所述原始模型外的其余各所述电机定子绕组模型作为优化模型，调整各所述优化模型的倾斜角度以使各所述优化模型内的所述热管与预设的一第二倾角重合，随后对各所述优化模型分别进行热实验以测量得到各所述优化模型对应的一稳态绕组温度；步骤S3，根据各所述优化模型内所述鳍片的所述鳍片面积、各所述优化模型对应的所述稳态绕组温度拟合得到一优化温度曲线，并根据所述优化温度曲线和所述原始温度曲线得到一优化后鳍片面积，以及将所述原始模型内所述鳍片的所述鳍片面积调整为所述优化后鳍片面积，使得所述原始模型内的所述热管与所述第二倾角重合时所述原始模型圆周方向温度分布均匀。2.根据权利要求1所述的鳍片面积优化方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，取所述鳍片面积最小的所述电机定子绕组模型作为所述原始模型，将所述原始模型内所述热管的倾斜角度调整至预设的所述第一倾角；步骤S12，对所述原始模型进行热实验并于所述热实验的过程中持续测量所述原始模型的所述实时绕组温度；步骤S13，判断当前时刻的所述实时绕组温度是否与前一时刻的所述实时绕组温度不同：若是，则返回所述步骤S13；若否，则转向步骤S14；步骤S14，记录当前时刻之后测量得到的各所述实时绕组温度得到所述原始温度曲线。3.根据权利要求1所述的鳍片面积优化方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述第一倾角为0度。4.根据权利要求1所述的鳍片面积优化方法，其特征在于，各所述电机定子绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓晨，赵韩，李静，张何，严亮，
申请(专利权)人：宁波诺丁汉大学，
类型：发明
国别省市：