Direct Thermal Management of Windings Enabled by Additive Manufacturing
Direct Thermal Management of Windings Enabled by Additive Manufacturing
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通过增材制造实现绕组的直接热管理
DOI：
10.1109/tia.2022.3209171
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发表时间：
2023
影响因子：
4.4
通讯作者：
Simpson N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Simpson N
追求碳网零目标的地面和空中运输的电气化和混合，正在推动对高功率密度电机的需求。电机的功率密度和可靠性最终受到它们在电气绝缘系统的温度限制内消散内部产生的损耗的能力的限制。由于电绕组通常是损耗的主要来源，它们的增强型设计是提高功率密度的关键途径。金属添加剂制造的应用消除了对导体外形、拓扑和嵌入式热管理的限制，有可能扰乱传统的绕组设计。本文提出了一种模块化端绕式换热器的概念，它可以在不占用有价值的定子槽截面的情况下实现有效的直接冷却。此外，这种布置消除了对良好的定子-绕组热界面的需要，从而允许使用机械或其他不太持久的绕组保持方法，从而促进非破坏性拆卸和维修。制作了样机，并进行了实验验证，验证了该方案的可行性，取得了良好的效果。
The electrification and hybridization of ground- and air-transport, in pursuit of Carbon Net Zero targets, is driving demand for high power-density electrical machines. The power-density and reliability of electrical machines is ultimately limited by their ability to dissipate internally generated losses within the temperature constraints of the electrical insulation system. As the electrical windings are typically the dominant source of loss, their enhanced design is in the critical path to improvements in power-density. Application of metal additive manufacturing has the potential to disrupt conventional winding design by removing restrictions on conductor profiles, topologies and embedded thermal management. In this paper, a modular end-winding heat exchanger concept is presented, which enables effective direct cooling without occupying valuable stator slot cross-section. In addition, this arrangement eliminates the need for a good stator-winding thermal interface, thereby allowing mechanical or other less permanent winding retention methods to be used, facilitating non-destructive disassembly and repair. A prototype winding is fabricated and experimentally tested to demonstrate the feasibility of the concept, yielding promising results.
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DOI：
10.1109/iemdc.2019.8785099
发表时间：
2019-05
期刊：
2019 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC)
影响因子：
--
作者：
Rasul Hemmati;Fan Wu;A. El-Refaie
通讯作者：
Rasul Hemmati;Fan Wu;A. El-Refaie
利用增材制造实现的不均匀导电性最大限度地减少绕组交流损耗
DOI：
10.1109/ecce44975.2020.9235598
发表时间：
2020
期刊：
2020 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
影响因子：
--
作者：
Fan Wu;A. El
通讯作者：
A. El
增材制造异型轮廓绕组，以最大限度地减少电机中的交流损耗
影响因子：
4.4
作者：
Simpson N
通讯作者：
Simpson N
DOI：
10.1109/iemdc.2017.8002349
发表时间：
2017-08
期刊：
2017 IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC)
影响因子：
--
作者：
N. Simpson;A. Hopkins
通讯作者：
N. Simpson;A. Hopkins
用于电线热稳定绝缘的陶瓷/无机-有机纳米杂化复合材料。
DOI：
10.1109/tdei.2019.008380
发表时间：
2020
影响因子：
3.1
作者：
Y. Pang;S. Hodgson
通讯作者：
S. Hodgson