Temperature field analysis and cooling structure optimization of permanent magnet linear synchronous motor

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作者
Weihua Chen,Qingyi Luo,Zhaohua Cai,Changhong Wang
出处
期刊:Thermal science and engineering progress [Elsevier BV]
卷期号:50: 102532-102532 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.tsep.2024.102532
摘要

A water-cooled permanent magnet linear synchronous motor was designed, and the investigation focused on the temperature distribution of motor and the optimization of the cooling structure to address its electromagnetic thermal effects. Firstly, the electromagnetic model of the motor was employed to calculate losses using finite element analysis. Subsequently, the motor's temperature distribution under various operating conditions was determined through electromagnetic-thermal coupling analysis, with prototype measurements validating the predicted outcomes. Secondly, the study placed emphasis on the impact of different water-cooled structure parameters on the motor's cooling performance, resulting in a 69 % reduction in the maximum temperature of the motor module after the cooling system was applied. Building on this, cooling structure parameters underwent optimization and design via the response surface optimization method, which achieved a reduction of 0.617 K in the motor's maximum temperature. The analysis findings revealed a substantial improvement in the motor's thrust performance by a factor of 3.08 when the water flow rate reached 1 m/s. This research can serve as a fundamental reference for the design of water cooling structures for permanent magnet linear synchronous motors.
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