400 kW永磁同步电机磁-流-热耦合特性分析

作     者：孙小尧 王立勇 李乐 SUN Xiaoyao;WANG Liyong;LI Le

作者机构：北京信息科技大学机电工程学院北京100192 

出 版 物：《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Beijing Information Science and Technology University)

年 卷 期：2024年第39卷第2期

页      面：84-91页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52175074) 

主　　题：永磁同步电机 多物理场耦合 磁场特性 温升特性 

摘      要：为准确分析大功率永磁同步电机运行时的温升特性,对400 kW,9 000 r/min的大功率永磁同步电机进行磁-流-热多物理场耦合分析。首先,对电机进行结构设计,分析其空载及负载的运行特性。其次,将损耗作为热源加载到温度场中,采用流热耦合,计算冷却流道中的冷却液对电机温度的影响。最后,考虑电机材料的温度特性对热性能的影响,提出双向耦合的方法,将电机磁场损耗实际分布加载到温度场中,再将绕组和永磁体温度变化情况反代至电磁场,通过有限元方法实现电机磁-流-热多物理场耦合。结果表明,双向耦合方法下,绕组的温升比单向耦合高6.27%,永磁体温升增加2.27%,提高了该类电机损耗和温升计算精度。