陈 辰，钱 华，李志鹏，秦倩倩，杨可新

(中国电子科技集团公司第二十一研究所，上海 200233)

0 引 言

有刷直流电机及其组件因体积小、转矩大、功率密度高、控制简单、无需外部控制电路即可正常运行的优点，而被应用于航天领域[1-2]。国内有刷电机在航天领域的应用起步较晚，相关研究多是针对无刷直流电机、步进电机等在真空环境下的温度场分析，少有关于有刷电机真空热分析的文献[3-4]。真空环境下没有对流散热，只有热辐射和热传导，因此散热情况较常压下差很多。电机绕组温升影响电机的性能，过高的温度会降低电机的可靠性，从而影响整机的使用寿命。

根据有刷直流电机的额定工况，用有限元仿真软件对其三维温度场进行计算，同时开展热真空试验，对温度场的结果进行验证，再将温度场计算延伸到其他工况，可为电机的在轨使用策略提供参考依据。

本文采用有限元法计算了有刷直流电机(以下简称电机)的三维全域瞬态温度场，对电机转子槽内和端部的绕组进行了等效建模，既考虑了电机端部绕组对整个转子的温升影响，又降低了建模难度和计算量。根据所建立的有限元模型,分析了在负载0.075 N·m工况下电机的温升，得到了在真空环境下电机温度分布的规律，并结合热真空试验数据进行了对比和验证。

1 瞬态温度场的数值计算

本文所研究的电机是全封闭非密封结构形式，电机主要参数如表1所示。

表1 电机的主要数据

1.1 求解域模型的建立

1.1.1 实体分析模型的建立