一种气隙磁导谐波引起的永磁体涡流损耗的解析计算方法

针对3D有限元软件计算永磁电机永磁体涡流损耗耗时长,永磁体涡流损耗精确解析模型复杂,参数变量间对应关系不明晰等问题,采用槽口位置的局部解析建模方法,重新建立坐标系,研究与槽口位置对应的永磁体内磁密变化规律,并对磁密波形进行简化分析,提出一种气隙磁导谐波引起的永磁体涡流损耗的简化解析计算模型,该方法可直观反映出永磁体涡流损耗的主要影响因素,且计算耗时短。利用3D有限元和实验结果对该简化解析模型计算结果进行验证。基于该简化解析模型分析得出影响槽口位置永磁体磁密变化的主要因素为槽口宽度与等效气隙长度之比和槽口宽度与定子齿距之比,进而研究了主要影响因素对气隙磁导谐波引起的永磁体涡流损耗的影响规律,并提出相应的参数优化方法。结果显示,优化后样机永磁体涡流损耗降低了90.2%,损耗抑制效果十分明显。

基于磁热耦合法的高速永磁电机温升计算及其应用

针对温升计算过程中材料的温度特性对损耗产生影响的问题,利用电磁场与温度场双向耦合的分析方法,并在求解过程中计及损耗的空间分布,从而实现高速永磁电机温升的准确计算。以一台15kW表贴式高速永磁体同步电机为例,考虑电机各部件装配间隙,运用磁热耦合方法计算了电机在额定转速时的温升情况,与传统温度场加载热密度法计算结果对比,并通过温升实验验证了双向耦合计算方法的准确性。以磁热耦合研究方法为基础,对高速电机护套的选材问题进行探讨,提出在护套上加装适当厚度的铜屏蔽层来降低损耗与温升,同时分析表贴式与内置式转子结构对对电机损耗与温升的影响,为高速永磁电机转子结构设计提供可靠有效的参考依据。

基于场路耦合的机器人永磁电动机损耗及其温升分析

机器人永磁伺服电动机通常由变频器供电,相对于标准正弦波含有诸多的谐波,在电动机设计之初,一般采用正弦波供电的研究方式已经不能真实反映出永磁电动机的损耗,为更加真实的模拟永磁伺服电动机的运行情况,采用场路耦合的方法,对电动机的损耗以及温升进行研究。在Simplorer构建了Id=0的控制电路,并与Maxwell进行联合仿真,先以一台已有的2.1kW4000r/min的机器人永磁电动机样机为例,通过实验验证了场路耦合法相对于有限元法有很大的优越性,再分析一台1kW3000r/min表贴式机器人永磁电动机在不同转速和不同负载下的损耗,并建立三维分析模型利用有限元法对电动机在满载不同转速和额定转速不同负载情况下的温升进行分析。