高溫環境對永磁電機的零部件有哪些影響？
發布時間：2021-10-29 11:27
發布者：東弘機電
關鍵詞：
永磁電機
在高溫環境下，永磁電機中材料屬性發生變化，引起鐵心損耗、繞組銅損、轉子損耗均發生顯著變化。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律復雜; 在散熱方面，航天用電機的冷卻環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，其發熱溫升更嚴重。電機溫升過高造成永磁體出現不可逆失磁、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、熱網格法、溫度場法和參數辨識法，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分離鐵耗模型，根據產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，對鐵心損耗系數及修正系數的確定至關重要。高溫環境下，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。因此對高溫環境永磁電機損耗的計算，需要綜合考慮外界環境溫度、電機極限性能及工作狀態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律，通常電機溫度場模型中電機材料熱系數是恒定的量，而在高溫環境下，不但電機損耗是時變的，而且電機材料的導熱系數等熱參數也受環境的壓力、溫度等變化影響 。 因此需要充分考慮惡劣環境的因素，采用數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境進行測試驗證，是拓展永磁電機系統在高溫環境條件下安全工作的重要保證。 |
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