梁斯庄，沈建新

(浙江大学电气工程学院，浙江 杭州310027)

永磁同步电机永磁体涡流损耗的二维有限元估算

梁斯庄，沈建新

(浙江大学电气工程学院，浙江 杭州310027)

二维有限元方法具有计算速度快，精度高，结果收敛快并且波动小的优点。永磁同步电机，特别是高速和大功率电机的永磁体涡流损耗不可忽略，而永磁体允许温升有限，高温容易引起退磁。在电机设计时考虑永磁体的温升十分重要。本文采用二维有限元方法来估算三维条件下的永磁体涡流损耗，并提出一种估算的方法。以普瑞斯04电动汽车电机为例，仿真结果表明此方法实用有效。

涡流损耗;二维有限元;永磁体;几何尺寸比

1 引言

1.1 三维有限元分析的计算量问题

三维有限元仿真计算量很大，稍微复杂的模型，为了得到比较合理的结果，常常需要求解几十万乃至上百万阶的矩阵方程。二维有限元仿真具有计算量小的优点。例如求解Prius 04电动汽车的永磁同步电机，使用二维有限元仿真只需要5000左右的剖分单元就能得到满意的结果，而采用三维有限元仿真，则大约需要80万左右的剖分单元才能得到类似的精度。

1.2 永磁体涡流损耗的特点

永磁同步电机(PMSM)的转子与定子磁场同步旋转，但是定子电流的时间谐波、定子磁动势的空间谐波以及定子齿槽造成的磁导变化均会在转子中引起变化的磁通［1］，从而引起感应电势，这个感应电势可以在导体中产生涡流。传统的铁氧体永磁体的导电性差，涡流很小，而钕铁硼永磁体导电性比较好，容易形成涡流［2］。……