耿 惠， 李永建， 范子容， 栗浩森， 杨占力

(1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室， 河北工业大学， 天津 300130； 2. 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室， 河北工业大学， 天津 300130)

1 引言

稀土永磁电机以其效率高、功率大、结构简单、节能效果显著等优点在工业生产和日常生活中逐步得到广泛应用[1]。近年来，高耐热性、高磁能积钕铁硼永磁体的成功开发，使新型稀土永磁电机的研发取得突破性进展[2,3]。

由于永磁电机采用电力电子变换器驱动，会产生大量的时间谐波，电机分布绕组会在气隙中产生空间谐波，定子开槽引起的气隙磁导变化会在电机气隙中产生齿谐波，这些谐波会在永磁体中引起大量涡流损耗[4-6]。如内转子大功率永磁同步电机工作在额定功率450 kW下，涡流损耗高达2.4 kW,在总电机损耗中的占比可达20%[7]。受永磁电机转子体积和散热的限制，涡流损耗引起的温升会导致永磁体退磁或失磁，降低了电机运行的安全性与可靠性[8，9]。各次谐波在叠加时会对材料磁特性及涡流损耗产生影响，传统的线性叠加得到的损耗值与实际值有一定差别，因此根据实际情况进行必要的材料损耗研究显得尤为重要。

针对谐波激励对永磁体涡流损耗影响的研究，目前大多集中在理论计算及有限元仿真层面。文献[10]介绍了一种利用空间谐波法分析永磁直线发电机的涡流损耗的方法。为了计算涡流，通过在二维笛卡尔坐标系中应用麦克斯韦方程、磁矢量势和法拉第定律来导出解析解。……