基于双重傅立叶变换的永磁转子涡流损耗分析

张 涛，朱熀秋，孙晓东，杨泽斌

(1.江苏大学电气信息工程学院，江苏 镇江 212013;2.淮阴工学院电子与电气工程学院，江苏 淮安 223003)

高速永磁同步电机具有体积小、重量轻、高功率密度、高效率等独特优点，是特种电气传动系统的关键设备，在航空航天、飞轮储能、分布式发电等高速直驱领域具有广阔的应用前景［1－3］.永磁同步电机转子与定子磁场同步旋转，转子中产生的涡流损耗远小于定子铜耗和铁耗，常忽略不计.而高速永磁转子需采用护套保护永磁体，转子散热条件差，由齿槽效应引起的气隙磁场高次谐波在转子永磁体、转子轭和绑扎永磁体的护套中产生涡流损耗，可能会引起很高的温升，导致永磁体局部不可逆热退磁.特别是烧结钕铁硼永磁材料具有较大的电导率和较低的居里温度，热稳定性差，在高速、超高速永磁同步电机中尤为严重［4－5］.所以很有必要对高速永磁同步电机气隙磁场进行优化，以减小转子涡流损耗.转子涡流损耗主要是由定子磁动势的空间谐波、定子电流的时间谐波以及定子齿槽效应引起的的气隙磁场时空谐波产生［6－9］.其中定子电流时间谐波引起的损耗主要取决于控制策略［10］，定子磁动势的空间谐波引起的损耗和气隙磁场时空谐波引起的损耗主要取决于电机的定、转子结构.文献［11］采用有限元法分析了分数槽三相永磁电机定子绕组采用单层和双层绕组结构时的转子损耗;文献［12］研究了槽开口大小以及……