吴轶群

(江苏信息职业技术学院，无锡214153)

0 引 言

随着电力电子技术和微电子技术的发展，可以将永磁伺服电动机、控制器、驱动器和位置编码器组合起来，即集成永磁伺服电动机［1］。与传统伺服电动机相比，集成永磁伺服电动机具有以下优点:体积、质量小;功率密度高;抗干扰能力强;布线简单;维护方便等［2］。但是功率密度的提高，给电机散热带来了许多问题，因此对集成永磁伺服电动机的热分析研究具有理论和实际意义。有限元法作为一种经常使用的数值计算方法，可用于集成永磁伺服电动机的热分析。文献［3－6］对电机进行了三维有限元热分析，在建立热耦合模型时，考虑了电磁损耗;文献［7－9］对电机功率模块和驱动器进行了三维有限元热分析，阐述了电机功率器件的损耗主要来自电机平稳运行时的平均损耗;文献［10］着重分析了高温下永磁材料的不可逆退磁性;文献［11］分析了温度和永磁材料对永磁同步电机的影响。

1 集成永磁伺服电动机简介

集成永磁伺服电动机是电机本体、控制器、逆变器、编码器的集合体，其结构如图1 所示。图1(a)为集成永磁伺服电动机剖视图，位置编码器可将位置信号传输至伺服运动控制器，运动控制器根据位置信号对电机进行控制，将控制信号传输至功率驱动器，功率驱动器主要由前置放大电路、功率MOSFET 和保护电路组成。图1(b)为集成永磁伺服电动机外形示意图。

由图1 可知，集成永磁伺服电动机的结构比较紧凑，缩短了编码器与控制器、逆变器与电机本体之间的连接长度，可以减小外界对位置信号的干扰，有利于提高驱动能力，非常适合模块化设计。……