王淑旺， 高月仙， 谭立真

(合肥工业大学 汽车与机械工程学院，安徽 合肥 230009)

永磁同步电机温度场分析与水道结构优化*

王淑旺， 高月仙， 谭立真

(合肥工业大学 汽车与机械工程学院，安徽 合肥 230009)

以一台额定功率为30kW的车用永磁同步电机为例，建立三维瞬态热分析模型，分析散热边界条件。针对定转子间气隙处理问题，提出一种改进的泰勒数判别与计算等效导热系数的方法，合理处理定转子间复杂的对流换热情况，并进行试验验证。根据传热学和流体力学的理论知识，建立对流换热系数以及压降与水道结构参数间的关系，给出一种水道截面尺寸的选择方法，结合MATLAB和CFD数值计算软件找出合适的水道结构截面尺寸范围并进行仿真，对实际工程中电机的水道结构设计具有一定的指导意义。

永磁同步电机； 边界条件； 温度场； 对流换热系数； 截面尺寸； 水道结构

0 引 言

电动汽车有限的安装空间使得电机须具备较高的功率密度和效率，加之复杂的路况和驾驶习惯等使电机运行工况十分复杂，温升严重。电机温升或局部温升过高，不仅会导致结构变形，还会使电机耐压和绝缘性降低，严重影响使用寿命[1]。反之，则造成生产过程中材料的浪费，增加制造成本。因此对电机各部分温升的准确计算以及冷却系统的合理设计对电机安全运行具有十分重要的意义[2]。

对温升的计算，国内外主要采用简化公式法、等效热路法、数值计算法[3]。等效热路法精度较简化公式法高，但依赖于所建模型节点数[4]；……