Đánh giá và áp dụng mô hình nhiệt để cải tiến động cơ công suất cao

Đánh giá áp dụng mơ hình nhiệt để cải tiến động công suất cao Ethan L Filip Thesis submitted to the faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science In Mechanical Engineering Douglas J Nelson – Chair Michael W Ellis John B Ferris November 12, 2010 Blacksburg, VA Keywords: Nodal Thermal Model, Electric Vehicle Motor, Thermal Conductivity Copyright 2010, Ethan L Filip Evaluation and Application of Thermal Modeling for High Power Motor Improvements Ethan L Filip ABSTRACT Động điện cho ứng dụng xe cộ yêu cầu phải có hiệu suất cao nhỏkích thước trọng lượng Mơ hình hóa xác đặc tính nhiệt động điện làrất quan trọng để định kích thước động cách Cải thiện việc làm mát cuộn dây động cho phépcho động hiệu tiết kiệm điện Có nhiều phương pháp đểdự đốn nhiệt độ động cơ, nhiên, báo thảo luận ưu điểm độ xácbằng cách sử dụng mơ hình nhiệt gộp nút Cả thương mại có sẵn độc quyềnphần mềm mơ hình hóa nhiệt động đánh giá so sánh Cải tiến nhiệtdựa mơ hình giao diện tiếp xúc chất đóng gói quanh co đánh giá,cho thấy cải tiến động khả xử lý tổn thất nhiệt khoảng bốn mươilớn phần trăm so với mức bản, dẫn đến công suất cao động thấp hơnnhiệt độ cho kích thước gói Table of Contents: Table of Contents: iii List of Multimedia Objects: iv Figures iv Tables v Equations v 1.0 Introduction 1.1 Problem 1.2 Objectives 1.3 Discussion 2.0 Literature Review 2.1 Thermal Modeling approach 2.2 Critical Parameters 2.3 Thermal Networks 3.0 Modeling 11 3.1 Lumped Parameter Modeling Benefits and Drawbacks for High Powered Motors 11 3.2 Thermsim 12 3.3 Motor-CAD™ 20 3.4 Sensitivity Analysis 35 4.0 Motor Thermal Testing 41 4.1 Test Setup 41 4.2 Thermocouple Placement 42 4.3 Baseline Motor Testing Results – Motor A 47 4.4 Motor Improvements and Nomenclature 47 4.5 Encapsulant Improvements Formulation and Testing 48 4.6 Encapsulation Issues 49 4.7 Motor B Results 52 4.7 Motor C Results 53 5.0 Summary and Conclusion 55 5.1 Motor A Results Summary 55 5.2 Motor B Results Summary 56 5.3 Motor C Results Summary 57 5.4 Improvement Discussion 57 5.5 Conclusions 58 References 60 Appendix A - Thermsim Excel Input 62 iii List of Multimedia Objects: Figures Figure – Motor Axial Cross Section Figure – Motor Radial Cross Section Figure - Thermal Network Model 14 Figure - Simulink Thermal Model Example 15 Figure - Thermal Resistance Calculation Example 18 Figure - Component Input Data with Correlation Factors 18 Figure - Simulink Output Example 19 Figure - Motor-CAD™ Input Sheet 21 Figure - Motor-CAD™ Input Sheet - Axial 22 Figure 10 - Motor-CAD™ Input Sheet - Winding 23 Figure 11 - Motor-CAD™ Input Sheet - Cooling 24 Figure 12 - Motor-CAD™ Nodal Network 25 Figure 13 - Motor-CAD™ Circuit Editor 26 Figure 14 - Motor-CAD™ Radial Output 27 Figure 15 - Motor-CAD™ Axial Output 28 Figure 16 - Low Winding to End Winding Resistance 31 Figure 17 - Winding to End Winding Resistance Multiplier 32 Figure 18 - Power Addition at End Windings 33 Figure 19 - End Winding Potting Goodness Sensitivity 37 Figure 20 - Impregnation Goodness Sensitivity 38 Figure 21 - Encapsulation Thermal Conductivity Sensitivity 39 Figure 22 - Stator Lamination to Housing Gap Sensitivity 40 Figure 23 - Động lắp vào đế thử nghiệm 41 Figure 24 -Vị trí đặt cặp nhiệt điện bên 43 Figure 25 - Vị trí đặt cặp nhiệt điện bên ngoà 43 Figure 26 - Sự thay đổi nhiệt độ khe 45 Figure 27 - Vị trí cuối cuộn cặp nhiệt điện 46 Figure 28 - Biến thiên nhiệt độ cuối (250 vòng / phút) 46 Figure 29 - Thiết lập kiểm tra so sánh nhanh 49 Figure 30 - Mặt cắt khe - Gia công 50 Figure 31 - Ecapsulation Voids, “Motor B” Inner Diameter 51 Figure 32 - Encapsulation Voids, Close Up – “Motor B” 51 Figure 33 -Đổ đầy đóng gói “Động C” 52 iv Tables Table 1- Motor A Tested Results 47 Table - Motor B Tested Results 52 Table - Motor C Tested Results 54 Table - Motor A Results Summary 55 Table - Motor B Results Summary 56 Table - Motor C Results Summary 57 Equations [Eq 1] 30 v 1.0 Giới thiệu 1.1 Vấn đề Động xe điện yêu cầu phải nhẹ tiết kiệm điện trongđể đóng gói khơng gian định phép xe đáp ứng hiệu suấtthông số kỹ thuật Động xe điện thường có kích thước dựa nhiệthạn chế, việc giảm kích thước gói hạn chế diện tích động có sẵn để làm mát.Việc tải nhiệt tổn thất I²R đồng động cơ, tổn thất dịng điện xốytrong thép nam châm động Bài báo tập trung vào động phạm vi200 - 300 kW cho ứng dụng xe Những động làm mát chất lỏng để đáp ứngmục tiêu hiệu suất hoạt động môi trường có mái che với nhiệt độvượt 100 ° C Làm mát chất lỏng động nằm mạch nhiệt độ thấp hơnđộng cơ, với nhiệt độ nước làm mát khoảng 75-85 ° C Bài báo tập trung vàomơ hình hóa cải tiến hiệu suất nhiệt động xe cơng suất cao, vàdo cải tiến hiệu suất chung động với thách thứcmôi trường mui xe 1.2 Mục tiêu Mục đích báo đánh giá kiểm tra cải tiến việc làm mát hiệu suất động xe công suất cao Cải thiện làm mát đạt thông quađánh giá, điều chỉnh xác minh mơ hình nhiệt động cơ, sau sử dụng mơ hình đểxác định, xây dựng thử nghiệm cải tiến nhiệt đáng kể Các phương pháp mơ hình hóa nhiệt cho động làm mát chất lỏng đánh giá, vớiso sánh hai mơ hình nhiệt riêng biệt điều chỉnh với động thử nghiệmhiệu suất nhiệt Cần có tương quan điều chỉnh mơ hình nhiệt có dođến đường nhiệt độc đáo động làm mát chất lỏng công suất cao so với động thông thườngđộng làm mát không khí mà mơ hình ban đầu dựa tương quan với.Hiệu suất nhiệt đo mức độ tổn thất mà động chịu đượckhơng vượt nhiệt độ tối đa cuộn dây 200 ° C Độ lớn động cao hơntổn thất nhiệt chịu đựng thể cải thiện nhiệt cuối dẫn đếnđầu công suất động cao mà khơng cần tăng kích thước trọng lượng gói động Các mơ hình nhiệt điều chỉnh xác minh sử dụng để có đường dẫn tập trung chocải thiện hiệu suất nhiệt Động cải tiến sau chế tạo thử nghiệm nhiệtđể so sánh hiệu suất nhiệt dự đốn mơ hình với giá trị thử nghiệm thực tế, xác minhNhững cải tiến 1.3 Thảo luận Khả mơ hình hóa xác hiệu suất nhiệt chất lỏng công suất cao-động làm mát quan trọng giai đoạn báo giá thiết kế trình phát triển động cơ.Ước tính hiệu suất nhiệt cần thiết để đảm bảo động phù hợptrong không gian giao đáp ứng tiêu chí hiệu suất hiệu cần thiết.Động có kích thước dải công suất đắt để làm nguyên mẫu, khơngthực tế để chế tạo động cho thiết kế nhằm xác minh giả định nhiệt.Mặt cắt mơ hình động làm mát chất lỏng thể Hình Hình 2 Housing / Cooling Jacket (Aluminum) with 75°C – 85°C Coolant >> 100 ° C Môi trường xung quanhNhiệt độ End Winding Encapsulation Bearings Shaft Magnets Rotor Core Stator Core Armature to Housing Interface Hình - Mặt cắt ngang trục động Stator Core Housing Cooling Channel Winding Shaft Magnets Phần ứng đến nhà Giao diện Rotor Core Hình - Mặt cắt hướng tâm động Một thơng số cải thiện nhiệt có tác động lớn đến động cơhiệu suất độ dẫn nhiệt chất bao bọc dây quấn Dây qubọc chất cách điện sử dụng để giữ lại cuộn dây đồng động cơlõi, cải thiện đường dẫn nhiệt đồng chất lỏng làm mátlõi động Thay đổi đóng gói quanh co trọng tâm báo này, 39%cải thiện hiệu suất động đạt thông qua cải tiến động cơđóng gói quanh co, Phần 5.0, Tóm tắt kết Khả năngxác định số lượng cải tiến nhiệt thiết kế động quan trọng, cải tiếnchất đóng gói làm tăng thêm chi phí cho động chi phí vật liệu thời gian sản xuất Với mơ hình nhiệt xác, chi phí biện minh cách minh họa động tăngcơng suất giảm đóng gói động đạt Các lĩnh vực cải thiện nhiệt khác xem xét không bảo hiểmchuyên sâu nghiên cứu bao gồm khoảng trống khoảng trống bên động Khoảng cách giữaphần ứng vỏ chứng minh có ảnh hưởng lớn đến công suất cao, làm mát nướcđộng cơ, nhiên điều khó thay đổi đo lường động Khớp làthường tối ưu hóa cho cấu trúc giảm thiểu khả chịu nhiệt Voids tronghệ thống lót khe điện áp cao bọt khí bên chất đóng gói có mặttrong động công suất cao, nhiên điều thách thức để định lượng mà không hồn chỉnhphá hủy động cơ, khơng hiển thị mơ hình nhiệt đánh giá.Những cải tiến hệ thống đóng gói bao gồm thay đổi quy trình để giảm thiểuhình thành khoảng trống dẫn nhiệt, nhiên, kết hợp với cải thiện lấp đầy giảm khoảng trống,hỗn hợp tạo giải pháp nhiệt tốt cho động Hình 29 - Thiết lập kiểm tra so sánh nhanh 4.6 Các vấn đề đóng gói Việc lấp đầy đồng cao động xe thơng thường làm cho việc đóng gói trở nên khó khăn vớiyêu cầu chất bao gói dày để có độ dẫn nhiệt cao Điều thể Hình 30 -Mặt cắt khe - Gia công Chế độ xem mặt cắt ngang động quấnphần ứng, hiển thị lớp cuộn dây động Quan điểm minh họa chặt chẽcác bó đồng ngăn cản dịng bao bọc Trong “Động B” có mộtsố lượng lỗ rỗng lớn đáng kể độ nhớt chất đóng gói cải thiện Điều nàyrõ ràng đường kính động cơ, Hình 31 Hình 32,tuy nhiên khơng có cách để xác định mức độ nghiêm trọng vị trí tất khoảng trống động cơmà không phá hủy động 49 Đối với “Động C”, cơng thức đóng gói sửa đổi đểgiảm khoảng trống Rõ ràng giảm rõ ràng khoảng trống ID động so vớiđộng đầu tiên, nhiên có số chứng hình thành khoảng trống nhỏ Điều hiển thịtrong Hình 33 Điều cho thấy cịn vài vị trí khơng lấp đầy chất đóng gói,nhưng phần lớn khe, có chứng bao bọc qua động cơ.Đối với động cơ bản, đánh giá mức độ nghiêm trọng vị trí củakhoảng trống đóng gói Hình 30 - Mặt cắt khe - Gia cơng 50 Hình 31 - Void đóng gói, Đường kính bên “Động B” Hình 33 - Đổ đầy đóng gói “Động C” 51 Figure 33 - “Motor C” Encapsulation Fill 4.7 Kết Động B Bảng - Kết thử nghiệm động B Điều kiện kiểm tra: Mô-men xoắn Tốc độ Tổn thất đồng (I²R) 723 Nm 250 RPM 4722 Watts Kết kiểm tra: Connection Side End Winding Opposite Side End Winding Mid Stack - ID Mid Stack - OD Watts per temperature rise Temp Temp Rise 118.8 °C 93.8 °C 128.2 °C 103.2 °C 111.2 °C 86.2 °C 110.9 °C 85.9 °C Average 51.2 W/°C Peak 43.7 W/°C Động cải thiện khả đóng gói, tối ưu hóa khả dẫn nhiệt Cácđộ dẫn nhiệt ước tính 2,6 w / m² ° C khoảng trống diện 52 chất đóng gói Động thử nghiệm với dòng điện nhiều tám phần trăm nhiều hơntổn thất nhiệt so với động cơ Ngay với gia tăng tổn thất nhiệt, hainhiệt độ cuối cuộn dây giảm đáng kể Cặp nhiệt điện OD ngăn xếptương đối không thay đổi, cặp nhiệt điện ID ngăn xếp cho thấy gia tăng nhẹnhiệt độ Điều phù hợp với gia tăng tổn thất với gia tăngdẫn nhiệt Sự gia tăng độ dẫn nhiệt có mộtảnh hưởng lớn đến nhiệt độ cuối cuộn dây so với ID rãnh, amột phần đáng kể nhiệt đến lõi ID Cũng làcặp nhiệt điện đọc cao độ dẫn nhiệt cao đối vớiquanh co Khi đánh giá watt lần tăng nhiệt độ, động có giá trị 51,2Tăng nhiệt độ trung bình Watts / ° C tăng nhiệt độ động cao điểm 43,7 Watts / ° C.Đây mức cải thiện nhiệt trung bình 9,6% cao 14,5% so vớicơ sở động 4.7 Kết động C Cải tiến “Động C” định dạng lại chất đóng gói đểtăng cường dịng chảy đạt việc giảm khoảng trống, thảo luận Giảmtrong chất kết dính phần ứng chế tạo đồng thời để giảm điện trở tiếp xúcgiữa lõi stato vỏ Động thử nghiệm 85 ° C nước đểmô chặt chẽ ứng dụng xe, nhiên liệu tăng nhiệt độ có thểđược sử dụng để so sánh Những thay đổi kết hợp dẫn đến giá trị thử nghiệm sau: 53 Table - Motor C Tested Results Test Conditions: Torque Speed Copper Losses (I²R) 627 Nm 250 RPM 4785 Watts Test Results: Connection Side End Winding Opposite Side End Winding Mid Stack - ID Mid Stack - OD Watts per temperature rise Temp Temp Rise 159.0 °C 74.0 °C 165.4 °C 80.4 °C 152.6 °C 67.6 °C 151.2 °C 66.2 °C Average 64.8 W/°C Peak 59.5 W/°C Động có cải thiện rõ ràng nhiệt độ so với mức vàcải tiến động Khi đánh giá sở Watts / nhiệt độ, động cho phép 64,8Mức tăng nhiệt độ trung bình Watts / ° C mức tăng nhiệt độ cao 59,5 Watts / ° C Đây làcải thiện tối đa 56% cải thiện trung bình 39% cơng suất nhiệt so vớicơ sở động 54 5.0 Tóm tắt Kết luận 5.1 Tóm tắt kết động A Mơ hình nhiệt động cung cấp tranh xác nhiệtnhững thách thức lĩnh vực cung cấp tốt để cải thiện Cả nội vàphần mềm nhiệt có sẵn thị trường tương quan với mơ hình sở vàđược sử dụng nhiều để cải tiến mong đợi Mơ hình sở "Động A"tương quan thể Bảng Bảng - Tóm tắt kết động A Đường sở - Động A Tăng nhiệt độ Measured Thermsim Motor-CAD™ Values Kết nối bên Endturn 109.7°C 112.9°C 101.7°C Đối diện Side Endturn 103.7°C 121.0°C 102.4°C Ngăn xếp - OD 85.7°C 107.9°C 96.4°C Các điều kiện mơ hình sử dụng cho động cơ sau: Lớp phủ từ Stator đến khoảng cách nhà ở: 0,002 ” Chất đóng gói vào khoảng trống nhà ở: 010 ” Độ dẫn nhiệt chất đóng gói: 1,01 W / mk (có bán thị trường) Khoảng cách từ vỏ bọc đến khe hở bao gồm băng cách điện động bảo vệ xung quanhcác cuộn dây cuối động cơ, lớp phủ từ stato đến khe hở vỏ chiếm lớpchất kết dính bảo vệ lớp stato chỗ 55 Các giá trị Thermsim tương quan với vòng 26% liệu thử nghiệm, với Mid Stack - ODcủa mơ hình Thermsim cho thấy thay đổi nhiều nhất, giá trị Motor-CAD ™tương quan khoảng 13% Lỗi lớn Thermsim Mid Stack - OD làmột phần vị trí khơng khớp nhiệt độ nút nhiệt độ đo được.Nhiệt độ ngăn xếp Thermsim - OD nhiệt độ trung bình khe cắm nhiệt độchỉ có điểm liệu khả dụng, nhiệt độ Motor-CAD ™ khe cắm tối thiểunhiệt độ, điều thể gần nhiệt độ vị trí kheđo lường có sẵn 5.2 Tóm tắt kết động B Kết “Động B” cải thiện trình bày Bảng Bảng - Tóm tắt kết động B Tăng nhiệt độ động B Measured Thermsim Values Motor-CAD™ Kết nối phía cuối quanh co 93.8°C 91.6°C 100.7°C Quanh co đầu bên đối diện 103.2°C 104.6°C 102.0°C Ngăn xếp - OD 85.9°C 89.8°C 97.3°C Các mơ hình cho thấy mối tương quan chặt chẽ với liệu thử nghiệm Sự thay đổi từmơ hình “B” thành mơ hình sở “Động A” điều chỉnh chất đóng góiđộ dẫn nhiệt từ 1,01 W / mk đến 2,6 W / mk, cải thiệncông thức chất đóng gói động 56 5.3 Tóm tắt kết động C Table - Motor C Results Summary Motor C Temperature Rise Measured Thermsim Motor-CAD™ Values Connection Side End Winding 74.0°C 75.0°C 72.7°C Opposite Side End Winding 80.4°C 89.4°C 73.7°C Mid Stack - OD 66.2°C 74.8°C 67.7°C Động “C” có mối tương quan chặt chẽ với kết đo Những thay đổi điều nàyđộng bao gồm giá trị đóng gói nhiệt 3,2 W / mk để loại bỏkhoảng trống đóng gói, lam từ stato đến khe hở nhà 0005 ”vì phần lớn keo làđược tháo khỏi mối nối chuyển đến "rãnh keo" chuyên biệt lớp bao bọcđến khoảng cách nhà 008 ”vì độ dày lớp băng giảm động 5.4 Thảo luận Cải tiến Cải thiện nhiệt động khoảng 40% đạt thông quacải tiến việc đóng gói điều chỉnh giao diện động bên Trong đólà chi phí liên quan đến việc đóng gói cải thiện, chi phí tương đối rẻgiải pháp so sánh với giải pháp thay tăng kích thước động Sự gia tăng trongkích thước động cần thiết để đạt hiệu suất mà không cần cải tiến nhiệtđược thảo luận tỷ lệ 1: trực tiếp số tổn thất cố định quy mô, chẳng hạn trongcác cuộn dây cuối Tuy nhiên, gia tăng kích thước gần với mức cải thiện 40%cho xem Sự gia tăng kích thước dẫn đến việc tăng lượng nguyên liệu thô trả trước vớitổn thất hiệu suất tổng thể xe trọng lượng bao bì tăng thêm Nhữngcải tiến nhiệt tính thiết kế thiết thực cho động xe hiệu suất cao 57 5.5 Kết luận Việc sử dụng động điện phương tiện giao thông yêu cầu cơng suất cao với trọng lượng nhẹ vàgói nhỏ Khối lượng bổ sung xe làm giảm mức tiết kiệm nhiên liệu, phạm vi tổng thểđặc điểm hiệu suất xe, kích thước đóng gói động lớn thường khơngcó sẵn giới hạn kích thước xe Hạn chế nhiệt cơng suất caođộng xe giới hạn hiệu suất động gói động có sẵn Phương tiệnđộng thường làm mát chất lỏng để có động xe cao nhấthiệu suất Nghiên cứu cải thiện nhiệt đáng kể đối vớiđộng xe làm mát chất lỏng cung cấp thơng qua mơ hình thử nghiệm Thơng qua việc đóng gói quanh co cải tiến quy trình thể trongnghiên cứu, cải thiện nhiệt động khoảng 40% đạt được, nhưđo độ tăng nhiệt độ Watts / ° C Cải thiện nhiệt thông qua đóng góiđộ dẫn nhiệt tăng giảm điện trở nhiệt tiếp xúcgiao diện cuộn dây stato vỏ làm mát chất lỏng mơ hình hóa cách sử dụng haiphần mềm Motor-CAD ™ có sẵn thị trường phần mềm phát triển nội bộPhần mềm mơ hình nhiệt Thermsim Cả hai gói phần mềm mộtcải tiến từ thay đổi nhiệt gói phần mềm Motor-CAD ™tương quan với vòng 14% liệu thử nghiệm thực tế cho ba động thử nghiệm CácPhần mềm Thermsim tương quan phạm vi 26% ba động thử nghiệm, dokhông khớp vị trí nút mơ hình hóa vị trí đo cặp nhiệt điện.Thông qua mối tương quan này, phương pháp mơ hình nhiệt tham số gộp thể mộtphương pháp xác hiệu chi phí để xác định thông số nhiệt công suất lớn 58 động làm mát chất lỏng Mô hình nhiệt động chứng minh hữu ích trongxác định kỹ thuật cải tiến nhiệt hiệu Cơng việc tương lai bao gồm cải tiến nhiệt bổ sung gần với nhiệt nhấtnguồn, chẳng hạn giảm điện trở tiếp xúc nhiệt giấy lót khecách điện lớp phủ động Nếu cải tiến nhiệt cho giao diện có thểdễ dàng thực hiện, có khả mơ hình nhiệt thử nghiệm động đáng kểcải tiến nhiệt Các công việc bổ sung khác bao gồm tiếp tụccải tiến hệ thống đóng gói để dễ dàng sản xuất giảm nữakhoảng trống bao gói điền 59 References Boglietti, Aldo, Andrea Cavagnino, David Staton, Martin Shanel, Markus Mueller, and Carlos Mejuto, “Evolution and Modern Approaches for Thermal Analysis of Electrical Machines,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume 56, Number 3, March 2009 Motor-CAD™ Version 5.3.4.1 - http://www.motor-design.com Boglietti, A., A Cavagnino, and D Staton, “Determination of Critical Parameters in Electrical Machine Thermal Models,” IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 44, Issue 4, July 2008 Staton, Dave, Aldo Boglietti, and Andrea Cavagnino, “Solving the More Difficult Aspects of Electric Motor Thermal Analysis,” IEEE Transactions on Energy Conversion, Volume 20, Number 3, September 2005 Mellor, P.H., D Roberts, and D.R Turner, “Lumped Parameter Thermal Model for Electrical Machines of TEFC Design,” IEE Proceedings-B, Volume 138, Number 5, September 1991 Liu, Z.J., D Howe, P.H Mellor, and M.K Jenkins, “Thermal Analysis of Permanent Magnet Machines,” 6th Int Conf On Electrical Machines & Drives, Conf Pub No 376, September 1993 Ayman, M., Nathan C Harris, Thomas M Jahns, and Khwaja M Rahman, “Thermal Analysis of Multibarrier Interior PM Synchronous Machine Using Lumped Parameter Model,” IEEE Transactions on Energy Conversion, Volume 19, Number 2, June 2004 Gerling, Dieter and Gurakuq Dajaku, “Novel Lumped-Parameter Thermal Model for Electrical Systems,” European Conference on Power Electronics and Applications, Dresden, Germany, 2005 Dajaku, G and D Gerling, “An Improved Lumped Parameter Thermal Model for Electrical Machines,” Proceedings of the 17th International Conference on Electrical Machines (ICEM), Chania, Greece, 2006 10 Neal, G.D., O Kwon, and D.K Lieu, “Ceramic Filled Thermoplastic Encapsulation as a Design Feature for a BLDC Motor in a Disk Drive,” IEEE Transactions on Magnetics, Volume 37, Issue 2, March 2001 11 Wong, C.P and Raja S Bollampally, “Comparative Study of Thermally Conductive Fillers for Use in Liquid Encapsulants for Electronic Packaging,” IEEE Transactions on Advanced Packaging, Volume 22, Number 1, February 1999 60 12 Han, Z., J.W Wood, H Herman, C Zhang, and G.C Stevens, “Thermal Properties of Composites Filled with Different Fillers,” Conference Record of the 2008 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Vancouver, BC, June 2008 13 Miller, M.L and F T Emery, “Thermal Conductivity of High Voltage Stator Coil Groundwall Insulation,” Electrical Insulation Conference Proceedings, Rosemont, IL, September 1997 14 Neal, Griffith D and James M Finan, “Thermally Conductive Thermoplastics-A Viable Alternative for Coil Wound Device and Passive Component Construction,” Electrical Insulation Conference Proceedings, Cincinnati, OH, October 1999 61 Appendix A - Thermsim Excel Input Thermsim version 4.6.4 E.Filip 18-Mar-09 Enter Data Here (only in yellow cells) stator housing Application: to be used with simulink file: units: mm, Nm stator housing or endcaps (like RBEH) if endcap, enter distance endbell overlaps stator housing material OD housing ID housing over front end turn ID housing over rear end turn motor length, total distance rear endturn to rear endbell distance front endturn to front endbell rear ecap in contact with endbell? rear ecap in contact with housing? front ecap in contact with endbell? front ecap in contact with housing? Fin Multiplier front endbell rear endbell brake heat mount front shaft seal front bearing rear bearing magnet field material, front endbell thickness, front endbell Is the housing and FEB piece? Is the housing and REB piece? material, rear endbell thickness, rear end bell brake heat (watts) material, mounting surface OD of mounting surface thickness mounting surface Fixed mounting temp (C°) - leave blank if not fixed friction torque (ozin) OD front bearing front bearing friction torque (ozin) OD rear bearing rear bearing friction torque (ozin) material weight (lb) length (WMM) face width (HME) diameter of magnet seats (DMC) material, field Thermsim Excel Input Page - Part 62 FILL ME IN Thermsim_464 Inputs (inch): options: housing or endcap aluminum, steel, stainless y or n y or n y or n y or n aluminum, steel, stainless y or n y or n aluminum, steel, stainless aluminum, steel, stainless, ti neo, sam steel only for now shaft IS SHAFT EXPOSED TO OUTSIDE AIR? (Y or N) N stator lam stator assy other cooling method Rotor Motor Performance Parameters material, shaft diameter, between field and front bearing diameter, between field and rear bearing length, shaft inside diameter additional surface area exposed to outside air ID aramture (IDA) OD stator lam Tooth Volume (VT) Core Volume (VC) stack length (WA) number slots (S) slot width at bottom (WSB) slot winding area (SWA)(in^2) slot bottom diameter (DSB) length of tooth (LT) lam edge radius (in) lam thickness (in) front endturn length (in) rear endturn length (in) endturn OD (in) MLT mean length of turn (ft) air gap (GAP) wire gage (AWG) slot liner material slot liner thickness slot fill factor endturn insulation varnish thickness (in) armature / housing press fit armature / housing radial gap (in) arm / hsg epoxy coverage ratio pressure of fit, armature/ housing water or air cooling air velocity (ft/sec) water flow rate (gal / min) cooling fluid Number of parallel stator cooling tubes pipe hydraulic diameter pipe length per stator coolant channel Stator coolant temp (deg C) ambient air temperature (deg C) initial temperature (deg C) estimated housing temperature (deg C) rotor cooling? End Ring Surface Area (mm²) End Ring Surface Avg Speed (m/s) rotor coolant flow rate (gpm) rotor coolant rotor cooling tube diameter (in) rotor tube length (in) rotor tube surface area (in^2) Number of parallel rotor cooling tubes Diameter (BC) of cooling tubes rotor endring cooling tube diameter rotor end ring tube length (per endring) rotor endring tube surface area (in^2) Rotor coolant inlet temp(deg C) rotor press fit pressure axial thickness of flow region rotor conductor rotor slot width rotor slot height number of rotor slots endring length endring ID endring OD assumed rotor temp (deg C) rotor coolant on endturns Rm (ohms @ 20°C) Kt (ozin/amp DC) Tf (ozin) Thermsim Excel Input Page - Part 63 steel only for now kapton, fluidize IM461, IM436, IM21880, varnish press, slip % forced water, air water, glycol, oil Mobil shc 624, oil Mobil shc 630 yes, no mm² m/s oil 624, oil 630, air aluminum, copper yes, no ... trung vàomơ hình hóa cải tiến hiệu suất nhiệt động xe công suất cao, vàdo cải tiến hiệu suất chung động với thách thứcmôi trường mui xe 1.2 Mục tiêu Mục đích báo đánh giá kiểm tra cải tiến việc... mát hiệu suất động xe công suất cao Cải thiện làm mát đạt thông quađánh giá, điều chỉnh xác minh mơ hình nhiệt động cơ, sau sử dụng mơ hình đểxác định, xây dựng thử nghiệm cải tiến nhiệt đáng... quyềnphần mềm mơ hình hóa nhiệt động đánh giá so sánh Cải tiến nhiệtdựa mơ hình giao diện tiếp xúc chất đóng gói quanh co đánh giá, cho thấy cải tiến động khả xử lý tổn thất nhiệt khoảng bốn mươilớn