Porównanie naprężeń w kadłubie silnika elektrycznego o różnych wariantach układu chłodzenia cieczą dedykowanego do napędu autobusu lub samochodu ciężarowego

W artykule przedstawiono wyniki analiz numerycznych stanu naprężenia dla kadłuba silnika elektrycznego dedykowanego do napędu autobusu lub samochodu ciężarowego o mocy ok. 150 kW. Celem pracy było porównanie wartości naprężeń w kadłubie silnika elektrycznego przy różnych wariantach układu chłodzenia cieczą. Analizom numerycznym poddano warianty kadłuba z pojedynczym kanałem chłodzącym w kształcie spirali oraz warianty kadłuba z układem równoległych pierścieniowych kanałów chłodzących. Ponadto, analizowano również wpływ zaokrągleń krawędzi kanałów chłodzących na redukcję poziomu naprężeń w kadłubie. W warunkach brzegowych uwzględniono działanie stałego co do wartości i kierunku działania momentu skręcającego oraz sił ciężkości stojana, wirnika oraz samego kadłuba. Wyniki obliczeń numerycznych wskazują, że wybór układu chłodzenia w kadłubie silnika elektrycznego ma istotny wpływ na poziom generowanych w nim naprężeń. Analizę prowadzono metodą elementów skończonych w systemie Autodesk Inventor 2012.

The article presents the results of the numerical analyses of mechanical stresses in the electrical motor body dedicated for use in the bus or truck with a capacity of approx. 150kW. The aim of the study was to compare the stresses in the electrical motor body with different variants of liquid cooling system. The numerical analyses were conducted for the variants of motor body with single spiral-shaped cooling channel and for variants of motor body with a system of parallel annular cooling channels. In addition, the influence of rounding edges in the cooling channels on the reduction of stress level was also analyzed. In the boundary con-ditions, the torque and gravity forces of stator, rotor and motor body that were constant in value and direction were taken into account. The results of numerical calculations indicate that the selection of the cooling system in the electric motor body has a significant influence on the mechanical stress level generated in this body. The analyses were conducted using a finite element method in the Autodesk Inventor 2012 system.