应用于航空一体化电动液压作动系统中电机的热力学分析

航空一体化电动液压作动系统（EHA）是实现多电飞机的关键技术之一。其中电机的设计是飞机性能的决定性因素之一。本项目深入分析应用于EHA的电机的特点，建立电机的集总参数模型（ALP）热网络模型，并根据电机中渗入流体的特点，分析流体的阻力损耗，结合不同的电机负载率，整合整体磁网络与热网络模型，提出适合应用不同场合的EHA的电机热网络模型，着重分析热网络模型中几个重要参数，如果不同表面之间的热对流系数等，并在此基础上进行仿真，得出电机的温度分布，为设计合理的散热系统提供基础和科学依据。建立相应电机的有限元（FEA）模型和计算流体力学(CFD)模型，与热网络模型分析结果进行比较，验证热网络型，对气隙中流体与屏蔽套等重点部位作进一步分析研究。通过该项目的研究，建立热力学仿真平台，为航空电机设计与优化提供了基础，在电机效率提高方面也有良好的应用前景。

本项目的目标为深入分析航空一体化电液作动系统中电机的特点，建立电机的集总参数热网络模型。在此基础上，结合有限元分析FEA与计算流体力学CFD建立电机热力学仿真平台，分析电机温度场分布，着重分析重点难点部位的温度分布。. 本项目在文献检索与调研的基础上，了解了本项目目前国内外的研究动态，确定了适用于电液作动系统中的电机的结构特点，分析其相应的损耗，建立了相应的集总参数热网络模型、FEA模型和CFD模型，并编制了相应软件。本项目采用了多种热力学分析方法对电机的温度场分布进行研究，对结果进行分析对比，确定了关键参数。取得的主要成果包括:. (1) 编写了基于C语言的电机设计与损耗分析软件。常见电机主要损耗包括铜损、铁心损耗、风损和杂散负载损耗。对于航空电机来说，还具有流体阻力损耗与屏蔽套损耗。本软件的特色在于流体粘滞损耗与屏蔽套损耗的分析。. (2) 根据损耗分析的结果,针对直流无刷电机的结构特点, 根据几何模型建立相应的热网络模型，用网络节点代表独立的电机部件包括定子轭部、齿绕组、气隙，然后以热电阻连接，将分析的损耗结果作为热源加入到网络模型中。模型中加入气隙中流体和屏蔽套建模， 并确定其关键的参数值。.(3) 建立了电机计算流体力学模型和有限元模型，分析定子铁心、绕组、端盖、永磁体等温度分布，着重分析了气隙中流体对温度分布的影响，并与热网络模型的分析结果进行对比分析。. 通过本项目的研究，为航空领域内电机散热结构设计提供有效基础。