高速异步主轴电机的热分析与冷却结构设计

• 作者: 杨顺吉 王天宝 代颖 王睿琪
• 来源期刊: 电机与控制应用
• 学科: 工学
• 关键词: 高速异步主轴电机 热分析 冷却结构 机械强度
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究与设计|Research and Design
• 页码范围: 80-87
• 页数: 8页
• 分类号: TM355
• 语种: 中文
• DOI: 10.12177/emca.2021.165

摘要

高速主轴电机是电主轴的关键核心部件,电机发热直接影响电主轴的加工精度和运行可靠性.以一台10万转主轴异步电机为例,对高速异步主轴电动机进行深入的热分析,设计高效的散热冷却结构,确保主轴电机的可靠平稳运行.确定主轴电机的主要热源,研究转子转速、转子表面粗糙度对主轴电机风摩损耗的影响规律;考虑旋转磁场和谐波对铁耗计算的影响,采用齿轭分区的有限元法提高仿真精度,分析电机铁耗的分布规律.基于流体力学对电机进行3D热仿真,对比主流的周向螺旋型和轴向Z字型两种冷却结构的冷却效果,确定高效的冷却结构设计方案,并进一步采用转子铁心开空气槽的设计方案,增加转子铁心与转轴之间的热阻,提高电机的散热能力,确保电机的转轴温升在安全范围内,最后校核转子结构的机械强度,保证主轴电机运行的可靠性.