孔晓光，王凤翔，林爱军

（1. 沈阳化工大学信息工程学院，沈阳 110142；2. 沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870）

前言

高速电机由于体积小、功率密度大和效率高，正在成为电机领域的研究热点之一。[1]其缺点是单位体积损耗大，以及因散热面积小造成的散热困难。当冷却空气不能有效的带走电机内部产生的热量时，就会造成电机温升过高或温升不均匀。因而准确的温升计算和合理的通风设计对高速电机的安全运行至关重要。

本文以一台额定转速为60000r/min的2极24槽高速永磁电机为例，高速电机的定子采用了一种有利于提高转子刚度和冷却效率的环形绕组。环形绕组下层边分布在定子铁心的24个槽中，而上层边分布在定子轭部的24个槽中。这样的结构可以增加定子表面的通风散热面积，使得冷却气流不但能够有效的冷却定子铁心，也能直接冷却定子绕组，提高了冷却效率。为了能够准确的描述电机定子温度场的分布情况，本文将基于三维流体场分析得到的定子温度分布与传统的等效热路法计算的温度场结果和电机温升试验值进行比较，从而验证了电机内流体场和温度场之间存在着耦合关系。

1 定子轴向通风系统流体场模型和温度场的计算

1.1 定子通风系统结构

该 75kW 高速永磁电机采用强迫风冷方式，电机中的热量主要是通过电机定子表面与空气流的热交换被带走。进入高速电机的定子侧气流分三个方向通过，即外风道、内风道和气隙，如图1所示。……