QuickField support site: Free Downloads: Example problem

Example problem

THeat1：電動機（モーター）のスロット

モーターの回転負荷時における固定子ゾーンの温度場の変化

問題タイプ

熱対流を伴う非定常熱伝導平衡問題

幾何学形状

例題Heat1と同一

寸法はすべてミリメートルです。固定子の外側直径は、690 mmです。モデルは固定子断面の10度分の部分です。スロット中心に２つの電機子（copper bars）が抵抗損失を軽減するように配置されています。冷却対流条件が冷却管（cooling duct）表面および核心の上下表面に与えられます。

条件

解析サイクル
モーターに負荷が加わる直前までは、一様に温度が分布し、その冷却条件は加熱過程において一定と仮定します。はじめに、第１の問題として、定常状態の温度分布を解析し、次に、第２の問題として、モーターのスイッチを切った直後の冷却分布を解析します。その初期温度分布として、直前の解析結果をインポートします。その冷却条件もまた、一定と仮定しますが、モーターの負荷時では変化すると仮定します。
　

材料特性
熱伝導率の値は、例題１のHeat1と同一です。非定常解析では、比熱Cと密度の値が必要です。

	Heat Conductivity (J/K·m)	Specific Heat (J/K·m)	Mass Density (kg/m ³)
Steel Core	25	465	7833
Copper Bar	380	380	8950
Bar Insulation	0.15	1800	1300
Wedge	0.25	1500	1400

熱ソースと冷却条件
加熱荷重段階において、スロットは銅材のパワー損失によって加熱されます。特定のパワー損失は、360000 W/m³です。荷重が作用しないとき、そのパワー損失は、0です。モーターの駆動中において、それぞれの空気層の温度は一定と仮定します。ただし、モーターの駆動が止まると、冷却ファンも止まるため、それぞれの対流係数は異なると仮定します。この対流係数の単位は、W/K·m²です。

Loading

Stopped

Convection coefficient (W/K·m²)

Temperature of contacting air (°C)

Convection coefficient (W/K·m²)

Temperature of contacting air (°C)

Inner stator surface

250

40

20

40

Outer stator surface

70

20

70

20

Cooling duct

150

40

20

40

解析

荷重サイクルの過程ごとに、それぞれのQuickField問題を定義します。その加熱荷重段階の初期温度荷重として20℃に設定し、冷却時の初期温度分布は事前の解析結果からインポートされます。さらに、冷却過程は２段階に分けられると仮定します。その第１段階の最初の100秒は温度変化率が比較的大きく、小幅の時間ステップを選択します。次の300秒までについては、スロット底部の温度急上昇が安定し、その後、急激に冷却し始めます。冷却の第２段階は、1200秒後において安定温度に到達すると仮定します。したがって、この解析段階として600秒までの時間ステップを選択します。

加熱段階については、300秒の時間ステップを選択します。Examplesフォルダーにおいて、次のそれぞれの問題を参照してください。

THeat1_i.pbm ：初期状態
THeat1Ld.pbm ：加熱荷重段階
THeat1S1.pbm ：冷却開始段階
THeat1S2.pbm ：冷却終了段階

結果

スロット底部の温度―時間の関数（温度センサーはスロット底部に設置）

●掲載例題については細心の注意を払っていますが、予告なしに内容の見直しおよび変更をさせていただくことがあります。本サイトを閲覧、ダウンロード、リンク、転載、その他の行為は著作権者の規程に同意したものとします。これによって生じる利用者各位のいかなる障害についても、責任を負うものではないこととします。あらかじめ、ご了承ください。