永磁同步電機永磁體渦流損耗計算與研究

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1、密級：內(nèi)部高速電主軸永磁同步電機永磁體渦流損耗計算研究Thecalculationandanalysisofhigh-speedspindlepermanentmagnetmotoreddycurrentlossesinthepermanentmagnet學(xué)院：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：電氣工程及其自動化0903班學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（副教授）2013年6月摘要永磁同步電機是由永磁體建立勵磁磁場的同步電機，電機結(jié)構(gòu)較為簡單，降低了加工和裝配費用，提高了電機運行的可靠性；又因無需勵磁電流，省去了勵磁損耗，提高了電機的效率和功

2、率密度。當(dāng)外磁場發(fā)生變化時，永磁體就會產(chǎn)生渦流導(dǎo)致發(fā)熱。因此，很有必要對轉(zhuǎn)子永磁體內(nèi)的渦流進行計算和分析，并采取相應(yīng)的解決辦法。本文主要運用了有限元軟件對高速電主軸永磁電機永磁體的渦流損耗進行分析，以得到永磁體渦流損耗的大小和分布規(guī)律，并研究永磁體渦流損耗的影響因素，從而為減小永磁體渦流損耗提供依據(jù)。首先建立高速電主軸永磁電機有限元模型，對模型進行激勵源加載和剖分，為渦流損耗的分析奠定基礎(chǔ)；然后采用上述模型，計算得到永磁體內(nèi)渦流損耗的大小和分布；分析正弦波供電和變頻器供電下永磁體渦流損耗的特點；最后著重研究不同極槽數(shù)、轉(zhuǎn)子磁

3、路結(jié)構(gòu)對永磁體渦流損耗的影響，提出減小渦流損耗的措施，為提高電機性能奠定基礎(chǔ)。針對永磁同步電機自身的特點，通過二維電磁場有限元方法分別求解了空載時和負載時電機永磁體內(nèi)的渦流。采用了瞬態(tài)分析，根據(jù)瞬態(tài)計算出的數(shù)據(jù)繪出了渦流損耗波形，并得出永磁體內(nèi)的渦流損耗分布圖。最后通過分析波形得出了影響永磁體內(nèi)渦流的因素以及應(yīng)采取的措施。關(guān)鍵詞：永磁同步電機；永磁體；渦流損耗；有限元法AbstractBecauseofthemagneticfieldwhichisbuiltbypermanentmagnet,permanentmagnets

4、ynchronousmotor(PMSM)hassimplifiedstructureandlowcostforitsmachiningandinstallation.Besides,theoperationalreliabilityhasalsobeenimproved.Benefitingfromtheabsenceoftheexcitingcurrentandtheexcitationloss,theefficiencyandthepowerdensityhaveincreased..Theeddycurrentind

5、ucedinpermanentmagnetoftenleadtoheatwhentheexternalmagneticfieldistime-varying.Soitisnecessarytocalculateandanalyzetheeddycurrentinrotorandtofindsolutions.Thepapermainlyusesthefiniteelementanalysissoftwaretoanalyzehigh-speedspindlepermanentmagnetmotoreddycurrentlos

6、sesinthepermanentmagnet,sothattogetthevalueanddistributionofit.Thesametimeitcanstudythefactorsofeddycurrentlossinthepermanentmagnet,soastoprovidethebasisforreducingtheeddycurrentloss.Firstly,finiteelementmodelofthehigh-speedspindlepermanentmagnetmotorisfounded,andt

7、hemodelwouldbeloadtheexcitationsourceandsplit,allarelayingthefoundationfortheanalysisofeddycurrentloss;Thenusingtheabovemodel,tocalculatethevalueanddistributionofeddycurrentlossinthepermanentmagnet;characteristicsofeddycurrentlossthepermanentmagnetunderthesinewavep

8、owerandinverterpowerisanalyzedlater;finallyfocusingondifferentpolesnumberofslots,thestructureofrotormagneticcircuitaffecttheeddycurrentlossinthep