[发明专利]基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法，该方法包括：对基于矢量控制的永磁电机，分别建立带分段护套和不带护套的场路耦合计算模型，计算出各部件的损耗；然后，分别建立永磁电机带分段护套和不带护套的三维稳态温度场求解模型，基于假设条件确定边界条件，得到转子稳态热传导方程；分别计算出气隙内的导热系数和定子绕组的导热系数，将导热系数代入转子稳态热传导方程，以损耗作为求解域的热源，得到永磁电机稳态温度场；分别计算出在基波电流对转子无护套、带分段护套的永磁电机作用下，各部件的温度，根据各部件的温度，计算出各部件的热传导比。本发明为永磁电机的电磁结构设计提供了重要的理论依据。

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法。

背景技术

永磁电机表面分段护套引起的磁导谐波，不仅会增加电机的损耗，还会增加电机的无功功率，使电机的功功率因数显著降低。大量的磁导谐波还会使电机绕组过热，破坏电机绕组的绝缘性，过高的温度可能会导致永磁体失磁，缩短电机的使用寿命。在此基础上，分析电机内部热量传递方向的很有必要，从而提出热传导比概念，具有较好的工程应用价值。

永磁电机表面分段护套引起的涡流损耗在电机中可能产生刺耳的电磁噪声，同时，也可能引起电机转矩脉动、电磁干扰等问题，电流在永磁电机中转子护套上产生的涡流损耗比较大，很容易造成永磁体高温的现象，而永磁体受高温影响会使其励磁性能下降，还可能造成永磁体不可逆失磁，影响电机的使用寿命，降低整个电机的工作效率。

因此，有必要研究一种量化方法，来反映永磁电机护套引起的热量程度问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法，以解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明的实施例提供的一种基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法，其特征在于，包括：

对永磁电机建立矢量控制系统进行矢量控制；

对基于矢量控制的永磁电机，分别建立带分段护套和不带护套的场路耦合计算模型，计算出所述永磁电机各部件的损耗；

分别建立永磁电机带分段护套和不带护套的三维稳态温度场求解模型，基于假设条件确定所述永磁电机稳态温度场求解域的边界条件，得到所述永磁电机转子稳态热传导方程；

分别计算出气隙内的导热系数和定子绕组的导热系数，将所述导热系数代入所述永磁电机转子稳态热传导方程，以所述损耗作为求解域的热源，得到永磁电机稳态温度场；

根据所述永磁电机稳态温度场，分别计算出在基波电流对转子无护套、带分段护套的永磁电机作用下，所述永磁电机各部件的温度，根据所述永磁电机各部件的温度，计算出所述永磁电机各部件的热传导比。

优选地，所述的对永磁电机建立矢量控制系统进行矢量控制，包括：

所述永磁电机包括：机壳、定子铁芯、定子绕组、永磁体、转子护套、转子铁芯和转轴；所述机壳位于所述定子铁芯的外表面，所述定子铁芯与所述定子绕组连接，所述定子绕组均匀分布于所述转子铁芯的圆周，所述转子护套包覆于所述永磁体和所述转子铁芯外层，所述永磁体包覆于所述转子铁芯外层，所述转轴位于所述转子铁芯的内层；

所述转子护套采用轴向分段结构，用于阻断电流的轴向流动，减小所述转子护套上的涡流损耗；

对所述永磁电机建立的矢量控制系统，包括：定子电流检测、转子位置检测PG、速度调节器、电流调节器、Park变换与逆变换、空间矢量脉宽调制SVPWM环节；