2021-04-23
永磁同步電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛,相比于電勵(lì)磁電機(jī),其效率更高,功率密度更大,結(jié)構(gòu)相對簡單,耐用性更高。因此在很多場合都使用永磁同步電機(jī)作為提供動力的部件,此時(shí)電機(jī)能 否正常運(yùn)行就十分重要。如果電機(jī)溫升過高,會使永磁體發(fā)生去磁、繞組絕緣脫落,同時(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)永磁體和轉(zhuǎn)子受到的應(yīng)力也會變大。
一臺5.5kW的異步啟動電機(jī)的損耗、溫升及應(yīng)力進(jìn)行了分析和計(jì)算。
首先,設(shè)計(jì)了一臺5.5kW的異步起動永磁電機(jī),對電機(jī)主要尺寸、氣隙長度、定子槽、繞組和轉(zhuǎn)子的尺寸進(jìn)行確定,并對空載和負(fù)載情況進(jìn)行仿真,可看出電機(jī)的起動性能。
其次,分析了電機(jī)空載和負(fù)載狀況下定子齒部和軛部磁密在法向和切向的分量值,并分別計(jì)算了定子齒部和軛部的鐵耗、轉(zhuǎn)子鐵耗和永磁體渦流損耗,計(jì)算了永磁體分段數(shù)不同時(shí)渦流損耗的變化。
然后,對電機(jī)進(jìn)行適當(dāng)簡化,網(wǎng)格剖分,確定邊界條件和材料屬性,將計(jì)算出的額定負(fù)載時(shí)的損耗用做熱源對電機(jī)進(jìn)行了三維溫度場計(jì)算,得到電機(jī)各部件溫度分布結(jié)果。同時(shí)改變電機(jī)繞組絕緣材料,冷卻氣體風(fēng)速和風(fēng)溫,得到不同情況下電機(jī)溫度的分布,分析這些參數(shù)改變對電機(jī)溫度及冷卻效果的影響。
根據(jù)算出的電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)永磁體和轉(zhuǎn)子溫度,分析了此時(shí)永磁體和轉(zhuǎn)子受到的徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力和等效應(yīng)力。同時(shí)計(jì)算了不同溫度時(shí),電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下,永磁體和轉(zhuǎn)子受到的各個(gè)應(yīng)力大小,得到了其變化規(guī)律。