永磁同步電機(jī)永磁體渦流損耗計(jì)算與研究

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1、密級(jí)：內(nèi)部高速電主軸永磁同步電機(jī)永磁體渦流損耗計(jì)算研究Thecalculationandanalysisofhigh-speedspindlepermanentmagnetmotoreddycurrentlossesinthepermanentmagnet學(xué)院：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化0903班學(xué)號(hào)：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(jī)是由永磁體建立勵(lì)磁磁場(chǎng)的同步電機(jī)，電機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了加工和裝配費(fèi)用，提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性；又因無需勵(lì)磁電流，省去了勵(lì)磁損耗，提高了電機(jī)的效率和功

2、率密度。當(dāng)外磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，永磁體就會(huì)產(chǎn)生渦流導(dǎo)致發(fā)熱。因此，很有必要對(duì)轉(zhuǎn)子永磁體內(nèi)的渦流進(jìn)行計(jì)算和分析，并采取相應(yīng)的解決辦法。本文主要運(yùn)用了有限元軟件對(duì)高速電主軸永磁電機(jī)永磁體的渦流損耗進(jìn)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(jī)有限元模型，對(duì)模型進(jìn)行激勵(lì)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(jì)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(diǎn)；最后著重研究不同極槽數(shù)、轉(zhuǎn)子磁

3、路結(jié)構(gòu)對(duì)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(jī)性能奠定基礎(chǔ)。針對(duì)永磁同步電機(jī)自身的特點(diǎn)，通過二維電磁場(chǎng)有限元方法分別求解了空載時(shí)和負(fù)載時(shí)電機(jī)永磁體內(nèi)的渦流。采用了瞬態(tài)分析，根據(jù)瞬態(tài)計(jì)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(jī)；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