高速無刷電機(jī)運(yùn)行時(shí),產(chǎn)生大量損耗會(huì)導(dǎo)致溫度升高,材料的熱學(xué)屬性也會(huì)因此發(fā)生變化,從而影響電機(jī)的損耗,如此循環(huán),直到二者相互影響平衡,溫升穩(wěn)定。本文提出采用采用耦合方法,對(duì)高速無刷電機(jī)電磁場(chǎng)與溫度進(jìn)行耦合計(jì)算,實(shí)現(xiàn)信息反饋,提高計(jì)算精度。
通過熱密度加載發(fā)溫度分布看出,繞組端部溫度最高,采用熱密度加載開發(fā)時(shí)繞組端溫度為68.8℃,次熱耦合繞組砍斷讀溫度為72.4℃。采用熱敏電阻法對(duì)樣機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn),得到的繞組溫度為75.6℃,分析運(yùn)行電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)耦合計(jì)算得到的結(jié)果誤差比采用熱密度加載法時(shí)提高了4.8%。運(yùn)用電磁場(chǎng)與溫度耦合計(jì)算得到的結(jié)果與采用熱密度加載法計(jì)算得到的結(jié)果比較,永磁體和轉(zhuǎn)子溫升提高了定子溫升降低了。
高速無刷電機(jī)運(yùn)行損耗轉(zhuǎn)變成熱量,是個(gè)部分溫度升高,影響材料屬性。銅繞組隨溫度的升高電阻值變大,產(chǎn)生銅耗增加。高速無刷電機(jī)推薦采用釹鐵硼材料,其材料溫度系數(shù)高,釹鐵硼永磁材料的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度與溫度負(fù)相關(guān),那么溫度升高導(dǎo)致的永磁體剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度變化會(huì)造成鐵中心損耗的變化,損耗會(huì)隨溫度的升高略有下降。永磁體電到綠與溫升負(fù)相關(guān),所以溫度升高,永磁體旋流也是隨之升高。
經(jīng)過上訴分析,可以看出高速永磁無刷電機(jī)中部分材料屬性與溫度相互影響,因此通過電磁與溫度場(chǎng)的耦合,在計(jì)算過程中考慮各因素的相互作用,可以更好的模擬高速無刷電機(jī)實(shí)際情況。