孙建忠,王 斌,白凤仙

(大连理工大学，大连 116024)

0 引 言

开关磁阻电机具有结构简单、起动转矩大、可四象限运行、在宽广调速范围内具有较高的输出效率等优点，广泛用于电动汽车、龙门刨床、家用电器及采煤设备中[1]。开关磁阻电机在运行过程中会产生大量的铜耗、铁耗等各种损耗，导致定转子及绕组温度升高，过高的温度不但会使电机效率下降，而且会加速绕组绝缘老化，降低使用寿命。因此，准确计算开关磁阻电机内部温度场分布对于提高电机性能及可靠运行具有重要的实际价值。

本文针对一台5.5 kW的三相18/12极开关磁阻电机，利用Ansoft Maxwell软件建立了外部控制电路与二维瞬态电磁场的联合分析模型，准确得出电机内部的铜耗、铁耗等各种损耗，将其作为内热源耦合到ANSYS Workbench中的温度场分析模块，利用传热学相关理论，通过磁-热耦合仿真得出电机内部全域温度场的分布状况及相关点的温升曲线，最后对样机进行了实验测试，与仿真结果进行对比，为电机的设计及安全可靠运行提供了一定参考依据。

1 电磁场仿真分析

电磁场仿真采用 Ansoft Maxwell 2014软件，得出电机内部各种损耗，作为热源耦合到ANSYS Workbench 中，继而进行温度场仿真分析。

1.1 电机模型

本文利用RMxprt模块建立开关磁阻电机模型，然后导入到Ansoft Maxwell 2D中自动生成二维瞬态场模型[2]。样机主要结构参数如表1所示。

表1 三相18/12开关磁阻电机主要参数

由表1建立开关磁阻电机的2D模型如图1所示。

图1 18/12极开关磁阻电机2D模型

定转子材料选用DW360-50硅钢片，绕组选用铜材料，转轴采用无磁性结构钢。……