[发明专利]基于三维等效热网络模型的永磁球形电动机温升预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维等效热网络方法，具体涉及一种基于三维等效热网络模型的永磁球形电动机温升预测方法。

背景技术

机械手、机器人等装置多自由度运动的实现需要多台单自由度电机的相互配合，但是，这样的系统具有体积大、精度低、摩擦大等缺点。为了改善系统的性能，国内外的学者将研究的重点放到了单轴可以实现多自由度运动的电动机上。其中，永磁球形电动机以体积小、重量轻、力能指标高、控制简单等优点，成为多自由度电动机研究的热点^[1-4]。永磁球形电动机在工作时主要包含磁极损耗发热和定子线圈铜损耗发热两大热源，生热量大，无通风冷却系统，其特有的球形半封闭结构使散热情况不理想。较高的温升很可能导致磁极的不可逆退磁，并加速定子线圈绝缘的老化。这不仅影响了永磁球形电动机的工作精度，还会降低电机的寿命。所以，为了保证永磁球形电动机稳定和安全的工作，很有必要预测永磁球形电动机工作时的温度变化情况^[5-6]。

目前，计算电机的温升的方法主要为有限元法与等效热网络法等。有限元法通用性很强，能够对任何复杂结构模型进行准确分析，但是这种方法对模型的建立要求严苛，计算时间很长^[7-9]。而等效热网络法理论基础简单，易于建模，能够直观地反映电机内部热量的传递关系，并且计算时间短^[10-11]。

上述传统的等效热网络法多采用二维模型，因为对于常规电机而言，它们是轴向对称的，采用二维等效热网络就可以较好地对整个电机进行温升预测。但是，永磁球形电动机并不是轴向对称的，仅仅采用二维等效热网络法已经不能正确反映电机的温升情况。

参考文献

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