高速对转涵道风扇双驱动电机的热特性

提出一种适用于高速巡航的对转涵道风扇的双电机驱动架构，采用对转风扇-风扇-电机-电机（FFMM）的布局设计。在该驱动架构中，前后级驱动电机根据气动需求具有不同的功率和尺寸。FFMM布局的双电机驱动架构整体安装在涵道中心体内，有利于提高对转涵道风扇的气动性能，然而同一腔体内的双电机间存在热耦合和绕组间空腔的积温现象，难以判断风扇运行过程的电机温升情况和基于对转风扇气流的冷却效果。分析了所提FFMM布局的双电机驱动架构在不同工况下的电机损耗分布特性；探究了电机间热耦合对前后电机温升的影响，并对电机间积温空腔热网络模型进行优化；为平衡中心体内前后电机的温度分布，减少中心体结构轴向长度，采用环状导热片结构调节双电机间的热耦合程度，有效提高电机间积温空腔的散热性能并优化前后电机的温升分布。基于高速对转涵道风扇搭建实验平台并完成电磁与温升实验。实验结果与仿真结果一致，表明直接风冷条件下FFMM布局高速对转涵道风扇有着较强的散热能力，并且环状导热片对FFMM布局的中心体内部温度的分布有着更好的冷却效果。