构建隔绝问题引发电机热情况的解析和整治

三维温度场有限元方程的建立及求解域的剖分有限元计算最终目的是求出区域的温度分布
也就是最终归结为解一个线性代数方程组。
　　假设

J 为定义在整个求解域上的泛函，泛函 J 取极值的条件为 0=TJ，其中 T 为求解域

上的全部节点温度。对上述变分问题作离散化处理后，可得到三维温度场有限元方程：
KT=F（3）式中：T 为未知节点温度列向量；F 为节点温度的载荷列向量；系数矩阵 K 称
为整体温度刚度矩阵。利用

TLDL 法对上述方程进行求解，可以得到求解域内全部节点温度

以及求解域内的温度分布。
　　采用有限元法对定子三维温度场进行求解，采用

8 节点 6 面体单元对求解域进行剖分，

是求解域的剖分图，其中节点数为

10494，单元数为 51037.

　　在流体场的计算中，认为风速在定子经向

通风

沟内沿轴向不发生变化，且风是水平进

入径向通风沟的，这样可采用二维模型利用有限体积法对流场进行计算，是二维定子径向
通风沟流体场求解结构图，

AB，DC 为定子径向通风沟两壁，AD，BC 分别为定子径向通

风沟的入口和出口，即定子铁心的内圆和外圆，

EFGH 为线棒周边。

　 　 （

1 ） 电 机 径 向 通 风 沟 内 流 体 在 紊 流 状 态 下 的 散 热 系 数 ：

dPRr（cpeλεα4.0）8.0023。0=（6）式中：Re 为流体的雷诺数，且 νUdRe＝；U 为径向通风
沟内流体的流速；

ν 为流体的粘度系数；）（cprP 为通风沟内流体平均温度所对应的普朗

特数；

ε 为修正系数；λ 为流体的导热系数；d 为通风沟的等效直径。

　　（

2）气隙内齿部表面散热系数：dReλα7.006。0=（7）以上的风速均由流体场的计算得

到，其他部位的散热系数亦可用同样的方法得到。