考虑定子饱和的航空高速永磁电机转子涡流损耗解析模型

李 剑，江晓波，孙 鲁

(1.贵州航天林泉电机有限公司(国家精密微特电机工程技术研究中心)，贵阳 550008；2.空装成都局驻贵阳地区第一军代表室，贵阳 550008)

0 引 言

高速永磁同步电机由于其高效高功率密度的特点，在航空航天领域有着广泛的应用[1-2]。但由于高速电机体积小的特点，电机转子的散热条件差。在变频启动时，高次电流时间谐波会在转子上产生大量的涡流损耗，使永磁体温升过高，增大永磁体的不可逆失磁风险[3-4]。随着航空武器装备性能不断提高，对电机体积和电磁极限设计提出更高的要求。在定子齿轭磁密饱和时会影响磁导谐波变化，进而影响转子的涡流损耗的计算精度。因此构建考虑定子饱和的转子涡流损耗解析模型是必要的。

目前对转子涡流损耗的研究已经是高速永磁电机研究的一个重要方向。文献[5-8]从定转子结构机进行优化，通过有限元的方法对不同绕组形式、护套材料分析，有效的抑制转子的涡流损耗。有限元方法计算转子涡流损耗可以考虑各种复杂结构，材料非线性等因素。但由于需要对模型进行精细化剖分，计算时间较长，不利于电机方案的设计和调整。

采用解析的方法可以有效的解决损耗计算时间长的问题，并可以从理论上对转子涡流损耗进行研究。等效电阻网络法分析不同电机结构的转矩和损耗性能。但模型通用性较差，在结构发生变化时，需要重新搭建模型[9-10]。子域法通过对电机分域并建立拉普拉斯方程，计算速度快[11-14]。……