【摘 要】
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车用永磁电机具有体积小、功率大、效率高、集成度高、调速范围大等优点。但由于其封闭的结构,加上多为钕铁硼稀土类永磁体的高导电性和差耐热性,当磁场发生变化时,永磁体内
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车用永磁电机具有体积小、功率大、效率高、集成度高、调速范围大等优点。但由于其封闭的结构,加上多为钕铁硼稀土类永磁体的高导电性和差耐热性,当磁场发生变化时,永磁体内就会产生电涡流导致转子损耗、温升问题较为严重,容易造成永磁体失磁。这对于永磁电机是致命的。因此有必要对永磁体内产生的涡流损耗进行分析和研究,探索降低磁钢涡流损耗的方法。本文首先主要对磁钢涡流损耗的机理进行了分析,对二维和三维场有限元方法进行了简单介绍,分析了影响磁钢涡流损耗的因素,包括极槽配合、转子结构(永磁体摆放方式和转子外圆表面结构)、气隙长度、PWM电流时间谐波、定子槽口宽度、定子斜槽角度、永磁体分段数目等。并得出结论,合适的极槽配合、“V”型永磁体、不均匀气隙、气隙长度的增加、槽口宽度的减小、永磁体分段数目的增加以及斜槽角度的增加都可以减少磁钢涡流损耗,而PWM电流谐波会造成磁钢涡流损耗的增加。其次采用永磁体分段的方法来减小磁钢涡流损耗。磁钢分段,可以使涡流回路的等效阻抗增加,从而降低了磁钢涡流损耗。基于此,本文探讨了新的永磁体分段方式,斜分段。该分段方式增加了涡流回路等效阻抗,能够以同样的磁钢分段数目降低更多的涡流损耗。并对不同磁钢分段数目的电机进行了磁钢涡流损耗实验,验证了磁钢涡流损耗会随着磁钢分段数目的增多而减少。最后本文使用了田口法就气隙长度、定子槽口宽度、定子斜槽角度和转子表面虚槽深度四个因子在磁钢分段的基础上进一步对电机结构进行优化设计降低磁钢涡流损耗,得到了较好的优化结果,且大大节省了优化设计时间。
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