王晓光,汪 兴,倪子轩,刘凌云,陈 鑫

(湖北工业大学 太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室,湖北 武汉 430068)

0 引言

高铜耗以及恶劣的散热环境会使电机内部升温过快,导致电机温度急剧升高,从而影响电机的运行的可靠性与稳定性[1,2].在高电流密度下,电机绕组过高的温升制约了电机转矩的输出能力[3,4].为了提高电机的转矩输出能力,因此对定子绕组的有效散热至关重要.

近几年来,为提升电动机的散热效率,在电机定子绕组和冷却机壳之间增加额外热路强化电机散热效率,获得了广泛的研究和应用[5].有研究学者在电机端部绕组与机壳之间添加导热树脂[6,7]、导热胶[8,9]和导热陶瓷[10,11]等导热绝缘材料,增强了电机绕组端部和机壳之间的导热率,从而提高电机的散热效率.此外,文献[12-14]采用铝片、铜棒和热管等高热导率导热器件作为电机额外热路增强型散热措施以降低电机绕组温升,维持电机峰值工况运行状态.由此可以看出,良好的散热效果及高导热率可以有效的降低电机的温升和提高电机的转矩输出能力.因此,有必要深入研究导热率对电机转矩密度的影响规律.

在此基础之上,本文提出一种在绕组间填充高导热系数复合材料的方法,改变定子绕组与机壳之间的热阻,在绕组和定子之间提供有效的低热阻路径,从而实现高效散热.本文以50 W 小型高速永磁无刷直流电机为例,先利用热阻网络(TRN)的解析法,将绕组温……