方 鑫，吴尧辉，吴昊珍

(1.河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南 焦作 45400;2.郑州工商学院,河南 郑州 451400)

电机温升指的是电机与周围环境的温度差。过高的温升会损坏电机绝缘材料，严重时直接导致电机烧毁；温升还会影响到电机金属材料的强度和硬度[1]。因此，电机温度场的计算对电机的寿命及安全运行至关重要。

电机损耗导致电机温升的主要因素包括铜耗、铁耗、摩擦损耗、附加损耗[2-3]。根据已知的参数可以快速计算出电机的铜耗，但是电机铁耗计算较为复杂，常采用建立有限元模型来计算电机的铜耗和铁耗。对于摩擦损耗及附加损耗，由于其数值较小，常乘以一定的比例来估算。

电机温升计算方法有解析法、热网络法、有限元法等。解析法只能粗略计算电机的平均温升，无法满足精确计算温度场的要求。热网络法根据网络拓扑原理，采用计算快、精度高[4-7]的方法进行温度场的计算。有限元法计算精度高、时间少，被广泛应用于计算不同种类的电机温度场[8-12]。

电机定转子间气隙的换热是电机温度场计算的难点与关键点。对于小型电机来说，对于气隙的处理往往是等效为热传导[13]；对于高速电机来说，由于电机转速较高，气隙间存在湍流层流，主流方法为利用计算流体学(Computational Fluid Dynamics，CFD)求解温度场。考虑到后期对电机散热进行优化的连续性，本文利用Fluent软件计算电机额定运行下的温度场分布[14-16]。

1 电机损耗

本文以小型三相异步鼠笼电机为研究对象，根据电机的结构及材料参数建立电机电磁模型。……