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定子槽口宽度对同步电机转子涡流损耗的影响研究

2021-07-20魏士文张洪信赵清海

青岛大学学报(工程技术版) 2021年2期

魏士文 张洪信 赵清海

摘要:  针对定子槽口宽度对永磁同步电机转子涡流损耗的影响问题,探讨定子槽口宽度与转子涡流损耗之间的关系。以额定功率为18 kW的四极机电液耦合器表贴式永磁同步电机为例进行研究。同时,采用Ansys EM电磁场软件,建立电机二维有限元模型,在定子槽口不同宽度下,对气隙磁场谐波幅值的变化与转子上电涡流密度分布情况进行分析,分析磁场谐波幅值、转子电涡流密度与定子槽口宽度的关系。仿真结果表明,气隙磁场中的一阶齿槽谐波幅值最大,且其幅值随槽口宽度的增加而增大;涡流主要集中在转子表层,转子表层涡流密度随槽口宽度的增加而增大;转子中涡流损耗随槽口宽度的增加而增大,且涡流损耗与槽口宽度成二次函数关系。该研究为永磁同步电机定子槽型的优化设计提供了理论依据。

关键词:  表贴式永磁同步电机; 槽口宽度; 气隙磁场谐波; 电涡流密度; 涡流损耗

中图分类号: TM341  文献标识码: A

3.2.2 转子涡流

气隙中的磁场频域分解后,除基波磁场与转子无相对速度外,其谐波将在转子上产生交变电磁场,导致转子及护套中产生感应电涡流,对其进行有限元仿真计算,转子中感应电涡流密度云图如图8所示。由图8可以看出,转子护套中的电涡流密度最大,而转子内部的转子轴、柱塞以及永磁体中的电涡流密度基本为零。其主要原因如下:

1) 转子护套材料的电导率远大于转子其他部分材料的电导率(转子护套材料为铝合金,其电导率为3.6×107 S/m,永磁体材料为N39UH,其电导率为714 286 S/m)。……

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