在高溫環(huán)境下,永磁電機中材料屬性發(fā)生變化,引起鐵心損耗、繞組銅損、轉子損耗均發(fā)生顯著變化。在傳熱方面,真空或電機內部充油時傳熱方式不同,電機內部溫度分布規(guī)律復雜; 在散熱方面,航天用電機的冷卻環(huán)境和冷卻條件受到制約,很難設計水冷、風冷等措施,導致其散熱困難。
當永磁電機工作在高溫、高速、高功率密度等極限條件下,其發(fā)熱溫升更嚴重。電機溫升過高造成永磁體出現(xiàn)不可逆失磁、漆包線絕緣層破壞甚至電機讓繞組燒毀等事故,因此,損耗與溫升的準確計算是耐高溫永磁電機設計與分析的關鍵技術之一,并且電機發(fā)熱溫升也是影響電機可靠性和壽命的最主要因素。
目前,對永磁電機熱問題的研究,主要集中在對熱計算方法的研究上。熱計算方法主要有五種:公式法、等效熱路法、熱網(wǎng)格法、溫度場法和參數(shù)辨識法,其中溫度場法是目前最常用的方法。
溫度場計算中對熱源 ( 電機損耗) 的計算是基礎。銅耗的計算應主要考慮繞組電阻值受外界環(huán)境 ( 如濕度、溫度等) 的影響,以及槽內導體的集膚效應等影響。而電機鐵心損耗的計算,目前較準確的鐵心損耗計算方法是依據(jù)分離鐵耗模型,根據(jù)產(chǎn)生原因的不同將鐵耗分為磁滯損耗、渦流損耗和雜散損耗,考慮電機內的旋轉磁化和交變磁化分別加以計算 。
在計算中,對鐵心損耗系數(shù)及修正系數(shù)的確定至關重要。高溫環(huán)境下,電機負載大范圍變化,它不但使得永磁電機繞組內的電流變化影響銅耗的產(chǎn)生,還導致氣隙磁密波形的非正弦性從而影響鐵耗。因此對高溫環(huán)境永磁電機損耗的計算,需要綜合考慮外界環(huán)境溫度、電機極限性能及工作狀態(tài)等各方面的影響因素。
以損耗為熱源,考慮永磁電機的傳熱散熱途徑,建立電機的溫度場,以期得到電機各點的溫度和溫升規(guī)律,通常電機溫度場模型中電機材料熱系數(shù)是恒定的量,而在高溫環(huán)境下,不但電機損耗是時變的,而且電機材料的導熱系數(shù)等熱參數(shù)也受環(huán)境的壓力、溫度等變化影響 。
因此需要充分考慮惡劣環(huán)境的因素,采用數(shù)值計算和有限元分析相結合對永磁電機進行熱問題研究,并且通過模擬實驗環(huán)境進行測試驗證,是拓展永磁電機系統(tǒng)在高溫環(huán)境條件下安全工作的重要保證。
編輯:fqj
-
電機
+關注
關注
143文章
9299瀏覽量
149541 -
零部件
+關注
關注
0文章
427瀏覽量
15581
發(fā)布評論請先 登錄
無鏑的稀土永磁電機
永磁電機為何退磁以及如何避免?
微電機關鍵零部件制造誤差對其質量的影響權重分析
如何給汽車零部件進行疲勞耐久測試?

新型稀土永磁材料與永磁電機

評論