李祥成, 王迎春, 王德国, 刘永强

(中车永济电机有限公司，陕西 西安 710016)

0 引 言

在轨道交通牵引电机等应用领域，为满足安装空间、整车重量的严格限制以及列车高起动加速性能要求，牵引电机往往具有高功率密度、高磁通饱和度、高工作频率和高体积损耗密度等特点，定子绕组中的损耗明显高于普通应用领域的电机。准确计算定子绕组损耗对进一步提高电机的功率密度和效率非常重要。

电机定子绕组置于以下4部分交变磁场中:(1)电机的基频磁场;(2)定子槽中的基波漏磁场;(3)定子开槽、铁心饱和以及转子运动产生的高频谐波磁场;(4)PWM 逆变器产生的高频谐波磁场[1]。这些交变磁场会在定子绕组导体中感应出涡流，频率越高，涡流效应越明显。国内外学者对高频下定子绕组的涡流附加损耗进行了研究，分析了槽口尺寸、导体位置、并绕根数等参数对涡流分布和涡流附加损耗大小的影响，并提出了一些减小涡流附加损耗的措施[2-5]。尽管上述文献在电机定子绕组涡流附加损耗计算方面展开了大量研究，但对其影响因素的分析很少从电机内部谐波磁场入手分析谐波磁场对涡流附加损耗的具体影响。

本文分析了定子绕组涡流附加损耗的来源、计算方法及影响因素，以一台4极650 kW感应牵引电机为例，建立详细的有限元分析模型，包括定子槽形、槽内导体和导体的分布位置，分析了定子槽内磁场分布、槽内磁场谐波、谐波幅值与距槽口深度的变化关系，定子绕组相带谐波、转子齿谐波对定子绕组涡流附加损耗的影响，进而探究了定子绕组涡流附加损耗随定子槽口深度变化的关系。……