[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

摘要

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。

主权项

1.一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：/n对永磁电机建立矢量控制系统进行矢量控制；/n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；/n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：所述假设条件包括：/n1)所述永磁电机采用单侧轴流式风扇冷却，内部转子无通风沟；/n2)将所述永磁电机的各部件连接固定，基于所述永磁电机的体积小、长度短、长径比小、两端盖散热面积大，对所述永磁电机内部温度分布影响大，将所述永磁电机视为三维稳态温度场进行计算；/n3)所述转子铁心和转轴之间有热传递；/n4)材料的导热系数和对流系数不随温度的变化而变化；/n5)忽略热辐射对热量交换的影响；/n6)电机所处的环境温度不变；/n7)所述永磁电机在计算时假定初始温度与环境温度一致；/n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；/n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，包括：/n当考虑转子表面分段护套引起的涡流损耗后，所述永磁电机内各部件的温度都升高，永磁体的温度变化最明显，则有：/n所述转子表面的分段护套产生的损耗造成的热量一方面通过所述定子绕组和机壳向外传递，使所述定子绕组的温度和所述定子齿的温度升高，另一方面损耗造成的热量通过气隙向所述转子传递，使所述转子永磁体温度升高；/n基于转子分段护套引起的涡流损耗对永磁电机定子和转子温度分布的影响，将在基波作用下且不考虑所述转子表面分段护套涡流损耗时所述永磁电机某一部件的最高温度定义为基值，则该部件在其它工况时的最高温度与其基值之比为热传导比，计算公式为：/n