一种表面-内置式永磁转子同步电机三维全域温度场分析

司纪凯， 张露锋， 封海潮， 许孝卓， 张新良

(河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 454003)

一种表面-内置式永磁转子同步电机三维全域温度场分析

司纪凯， 张露锋， 封海潮， 许孝卓， 张新良

(河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 454003)

针对表面-内置式永磁转子同步电机(SIPMSM)具有结构紧凑和功率密度高的特点，准确计算SIPMSM各部件的温度分布非常重要。采用电磁场-温度场耦合分析的方法对SIPMSM的三维全域温度场进行计算。建立SIPMSM的电磁场和温度场有限元模型，分析在同步运行速度下负载和永磁体退磁对SIPMSM三维全域温度场的影响，也分析了在额定负载下运行速度对SIPMSM三维全域温度场的影响。通过仿真与实验结果的对比分析，验证了样机模型的合理性和计算结果的正确性。

表面-内置式永磁转子同步电机；有限元法；三维全域；电磁场；温度场；耦合分析

0 引 言

表面-内置式永磁转子同步电机(surface-mounted and interior permanent magnet synchronous motor，SIPMSM)具有较高的功率密度[1-2]，这导致SIPMSM运行时温度较高。温度会影响绝缘材料的寿命和永磁体的工作性能，因此准确计算SIPMSM的温度分布为电机性能的评估和后续的优化工作提供了可靠的依据。

对电机温度场的分析目前主要采用的是简化公式法、等效热网络法和有限元法等，由于电机内部温度场的分布较为复杂，为了准确计算电机各部件的实际温度分布，有限元法得到了广泛的应用[3-4]。文献[5]采用有限元法研究了一种永磁-感应子式混合励磁发电机的温度场，分析了励磁电流，原动机拖动转速及负载类型对发电机温度场的影响。……