基于混合方法的PWM逆变器下永磁同步电动机的温升研究

提出一种新型基于等效热网络与有限元相结合的混合方法,建立了三维磁热耦合模型,对一台在脉宽调制(PWM)逆变器驱动下的30 kW/50 Hz表贴式永磁同步电动机进行了仿真研究。首先用场路紧密耦合方法分析电机的分布热源,包括涡流损耗、铁损和铜损。利用该热源分布,结合适当的热网络,研究了耦合温升问题。仿真结果表明,由于载波谐波的影响导致永磁体中涡流损耗的大量增加,其温升也非常显著。试验验证表明,磁块表面和机壳的测量温度与分析结果相吻合,因此该分析方法能准确预测永磁体温度。

PWM逆变器下永磁同步电动机中永磁体的三维涡流分析*

对于永磁同步电动机中永磁体的发热及温升,快速准确地分析永磁体的涡流损耗是其关键问题所在。用场路紧密耦合方法,建立了考虑永磁体分割的三维有限元模型,对一台在脉宽调制(PWM)逆变器驱动下的30kW/50Hz表贴式永磁同步电动机进行仿真研究,分析了其气隙旋转磁场、电枢电流,以及在不同载波频率下永磁体的涡流损耗。研究表明:在载波谐波作用下,永磁体的涡流损耗比在正弦电压驱动下大幅增加,并将引起更大的温升。输入电流波形、转矩和功率平衡关系等试验结果表明,该分析方法能准确计算出永磁体的涡流损耗,为下一步的温升研究奠定了基础。