永磁同步电机损耗及热特性的研究

发布时间：2020-07-30 11:42

【摘要】：随着工业的发展,永磁同步电机的应用越来越广泛,相比于电励磁电机,其效率更高,功率密度更大,结构相对简单,耐用性更高。因此在很多场合都使用永磁同步电机作为提供动力的部件,此时电机能否正常运行就十分重要。如果电机温升过高,会使永磁体发生去磁、绕组绝缘脱落,同时电机旋转时永磁体和转子受到的应力也会变大,因此对于电机的温升研究十分重要。本文对一台5.5kW的异步启动电机的损耗、温升及应力进行了分析和计算。首先,设计了一台5.5kW的异步起动永磁同步电机,对电机主要尺寸、气隙长度、定子槽、绕组和转子的尺寸进行确定,并对空载和负载情况进行仿真,可看出电机的起动性能。其次,分析了电机空载和负载状况下定子齿部和轭部磁密在法向和切向的分量值,并分别计算了定子齿部和轭部的铁耗、转子铁耗和永磁体涡流损耗,计算了永磁体分段数不同时涡流损耗的变化。然后,对电机进行适当简化,网格剖分,确定边界条件和材料属性,将计算出的额定负载时的损耗用做热源对电机进行了三维温度场计算,得到电机各部件温度分布结果。同时改变电机绕组绝缘材料,冷却气体风速和风温,得到不同情况下电机温度的分布,分析这些参数改变对电机温度及冷却效果的影响。最后,根据算出的电机稳定运行时永磁体和转子温度,分析了此时永磁体和转子受到的径向应力、切向应力和等效应力。同时计算了不同温度时,电机在额定转速下,永磁体和转子受到的各个应力大小,得到了其变化规律。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM341
【图文】：

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沈阳工业大学硕士学位论文矩减小。定子槽数越多，则可以使是这会使线圈和定子在装配的过程差，且使磁利用率变低。本文选用寸则是根据原始异步电动机的尺.5mm、s1B =7.6mm、s 2B =9.8mm、H

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图 2.1 电机定子槽尺寸Fig.2.1 Stator slot size of motor机的定子绕组与普通感应电机一样能力和起动性能。电磁负荷、定子规。绕组发热严重，其铜耗相对较效率有所保证。本文设计的电机绕采用星型连接的方式，可以消除 31.18mm，两股绞线并绕。其连接方式

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（1）转子槽设计转子槽通常使用平底槽以使安装永磁体的空间足够大，同时也可保证隔磁的性能转子槽越浅，其转子电阻越大，使牵入能力变差，因此当转子机械强度和齿部磁密合理范围内时，可以适当增加转子槽面积和端环面积来降低转子电阻，使牵入能力得更好。但是如果转子开槽过深，则会使电机的起动转矩变小。因此在选择转子槽寸时要选择合适的尺寸，以达到牵入能力和起动转矩的平衡。由于异步电动永磁电机的起动过程至关重要，因此可以将定子槽数和转子槽数计的接近一些，这样能使转子中感应出的电流较小，使起动能力变强，还会使电机耗变小。如果定子槽数和转子槽数的值取的不合适，电机可能会出现振动噪声、效降低等问题。考虑到电机的极弧系数和实际生产，为了确保转子的磁路对称，要将子槽数设计为永磁体极数的倍数。（2）永磁体设计永磁体放置形式分为径向式、切向式和混合式三种，如图 2.3 所示。

【参考文献】