PDF《表贴式永磁同步电机转子涡流损耗解析计算》

第13卷第1期 2009年 1月 电机与控制学报EL ECTR IC MACH IN ES AND CON TROL Vol113 No11 Jan.

2009 表贴式永磁同步电机转子涡流损耗解析计算 徐永向 , 胡建辉 , 邹继斌 (哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001) 摘要:针对谐波电流引起的转子涡流损耗在某些表贴式永磁同步电机中可能会引起很高的温升 的问题 ,研究了一种永磁同步电机转子涡流损耗的解析计算方法 ,该方法考虑了转子电枢反应和电 机有限长的影响.在二维直角坐标系下 ,建立电磁场方程 ,通过对电磁场方程的解析求解得到转子 涡流损耗的解析表达式.通过一个端部系数来等效电机有限长的影响.针对转子涡流损耗测量困 难的问题 ,采用了一种能准确分离出转子涡流损耗的间接测量方法.实验结果表明所提出的解析 计算方法可行. 关键词 :表贴式永磁同步电机 ;

涡流损耗 ;

解析计算 ;

谐波电流 中图分类号 : T M351 文献标识码 : A 文章编号 : 1007- 449X (2009) 01- 0063-

04 Analytical calculation of rotor eddy current losses of surface2 mounted P M S M XU Yong2xiang, HU J ian2hui, ZOU Ji2bin (School of Electrical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China) Abstract:Rotor eddy current losses induced by the har monic currentsmay be significant in some kinds of per manent magnet synchronous machines (PMS M) , which may cause overheat and lead to failure. This paper presents an analyticalmethod for calculating the eddy current losses, taking the influence of the ro2 tor eddy current reaction and the finite axial length of the rotor into consideration. The analytical expres2 sion for the rotor eddy current losses was derived from the electromagnetic equation in rectangular coordi2 nate system. An end coefficient in solid2rotor induction motorswas used to account for the influence of the finite length of magnets . Because it was difficult to directly measure the rotor eddy current losses, an in2 direct method was adopted to measure the losses . Experimental results show that the proposed analytical calculation method is feasible. Key words: surface2 mounted PMS M;

eddy current losses;

analytical calculation;

harmonic current 收稿日期 :

2008 -

05 -

01 基金项目 : 中国博士后科学基金资助项目 (20060400817) ;

哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划资助项目 (H ITQNJS . 2007. 020) ;

八六三 计划资助项目 (2007AA09Z214) 作者简介 : 徐永向 (1977 - ) ,男 ,博士 ,副教授 ,研究方向为永磁电机设计与控制 ;

胡建辉 (1775 - ) ,男 ,博士 ,讲师 ,研究方向为无刷直流电机与控制 ;

邹继斌 (1957 - ) ,男 ,博士 ,教授 ,博士生导师 ,研究方向为一体化电机.

1 引言在永磁同步电机中 ,由于转子与定子磁场同步旋 转 ,常忽略转子中的涡流损耗.实际上 ,定子齿槽效 应、 绕组磁动势的非正弦分布和绕组中的谐波电流所 产生的谐波磁势也会在转子永磁体、 转子轭和绑扎永 磁体的金属护套中引起涡流损耗.通常情况下 ,与定 子的铜损和铁损相比 ,转子涡流损耗很小.但是 ,由 于转子散热条件不好 ,涡流损耗可能会引起很高的温 升 ,从而引起永磁体局部退磁 ,特别是烧结 NdFeB具 有较大电导率和较低的居里温度.需要特别考虑转 子涡流损耗的场合有 : ① 高频永磁同步电机 ,如高速 电机和多极电机 ;

② 槽口较大的电机 ;