高速永磁电机设计技术探讨

薛源 郭俊涛 杨艳红 赵国华

摘要：随着近几年科学技术的迅猛发展它也得到了越来越多的应用。相比于普通电机，虽然设计原理一样，但是，高速永磁电机拥有更多的优势，如转速更快、体积更小、工作效率更高、成本更低。高速永磁电机的高转速却造成一些问题，目前其设计工作的重点在于定子与轉子的设计，而其分析技术工作的重点在于电机损耗、转子强度和温升计算。

关键词：永磁电机;设计;分析技术

引言

高速电机通常指转速超过10000r/min的电机，其具有体积小、功率密度大、动态响应快和系统传动效率高等特点，在高速机床、空气循环制冷系统、储能飞轮等领域具有广阔的应用前景，是国际电工领域的研究热点之一。

在现有的各类电机中，成功实现高速化的主要有感应电机、内转子永磁电机、开关磁阻电机以及外转子永磁电机和爪极电机等电机类型。其中，高速永磁电机（highspeedpermanentmagnetmotor，HSPMM）由于其控制特性好、效率高、功率密度大等优点，在高速领域的应用日益广泛。高速永磁电机由于其转速较高，存在着一系列特殊的问题，需要进行深入研究。例如，高速电机中磁通交变频率很高，在电机绕组、定子铁心中产生较大的铁耗和铜损，同时，也导致电机发热严重;电机转子随转轴高速旋转，不仅会产生较大的离心力对电机转子结构进行破坏，还会因为不断摩擦产生高温;轴承支承转子旋转，由于转速高，且受离心力、摩擦发热等的影响，普通电机轴承不能直接用于高速电机;高速电机在高速运转时，不可避免地会产生一定的噪音，噪音会降低应用场合的舒适度等。……