杜国华 房建成 刘西全 周银锋

(北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191)

近年来，高速电机因其体积小、重量轻、功率密度大等优点在储能飞轮、压缩机、真空泵、涡轮发电机等领域获得了越来越广泛的应用.与普通电机相比，高速电机可以省掉齿轮变速系统，直接与高速机械设备连接，从而减小整机尺寸，提高运行效率［1－2］;同时由于高速电机转速较高，若采用磁悬浮轴承进行支撑，可以克服传统机械轴承摩擦损耗大的缺点，提高电机寿命.但是转子的高速旋转会带来电机损耗的增大进而引起电机温度的升高，目前的高速电机大多是采用永磁电机，电机温度过高一方面会降低永磁体的性能甚至引起不可逆退磁，另一方面还会破坏绕组绝缘，降低线圈的使用寿命，进而影响电机的长期稳定运行［1，3－5］.因此，在电机设计阶段，对电机的温度分布进行分析是十分必要的.

本文通过等效热网络法分析了一台55 kW，60000 r/min高速永磁无刷直流电机的温度分布，并通过有限元法验证了该电机热网络模型的正确性，最后在此基础上提出了降低电机损耗及改善散热条件的措施，可为电机的初期设计提供一定的理论指导.

1 电机结构及损耗分析

高速永磁无刷直流电机的结构如图1所示，主要包括机座、电机、转轴、径向磁轴承和轴向磁轴承等部分.由于电机旋转时转子表面磁密分布不均，会在径向磁轴承转子铁心和轴向磁轴承推力盘中产生……