高效風(fēng)機(jī)用高速永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、相較于傳統(tǒng)的永磁電機(jī)（PM machines），高速永磁電機(jī)（HSPM machines）體積更小、效率更高、功率密度更高。隨著材料、加工工藝以及控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到了極大的提升，高速永磁電機(jī)也越來(lái)越多的運(yùn)用于諸多領(lǐng)域。高速永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)電磁、機(jī)械和熱耦合的綜合任務(wù)，設(shè)計(jì)難度大。目前，高速永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)方法尚不成熟，還有許多關(guān)鍵技術(shù)有待解決。
　　本文針對(duì)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)中的高速永磁電機(jī)，提出了電機(jī)的設(shè)計(jì)流程，總結(jié)了相應(yīng)

2、的關(guān)鍵技術(shù)，著重研究了高速永磁電機(jī)的電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)，介紹了一種特殊的繞組連接方式來(lái)解決高速永磁電機(jī)繞組設(shè)計(jì)問(wèn)題，并就轉(zhuǎn)子渦流損耗進(jìn)行了深入的研究。首先，在選擇高速永磁電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時(shí)，比較了不同極槽配合電機(jī)的性能差異，并闡明了高速電機(jī)設(shè)計(jì)中的繞組設(shè)計(jì)問(wèn)題。為此，介紹了一種特殊的繞組連接方式，可增加并聯(lián)支路數(shù)的選擇范圍，來(lái)解決繞組設(shè)計(jì)上的難題，并通過(guò)有限元模型的仿真分析驗(yàn)證了該方案的可行性。其次，在對(duì)高速永磁電機(jī)進(jìn)行電磁優(yōu)化時(shí)，分析了定子槽

3、開(kāi)口、永磁體極弧以及磁性槽楔的相對(duì)磁導(dǎo)率對(duì)電磁性能的影響，同時(shí)還比較了徑向充磁和平行充磁的優(yōu)劣，從而確定了最優(yōu)的電磁方案。最后，在轉(zhuǎn)子渦流損耗的問(wèn)題上，提出了永磁體圓周方向和軸向分段以及套筒軸向分段的方法來(lái)減小渦流損耗，并探究了分段數(shù)對(duì)減小渦流損耗的影響。此外，還分析了套筒電導(dǎo)率對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損的影響，根據(jù)分析結(jié)果提出采用復(fù)合型套筒的思路。與此同時(shí)，為了更好的模擬實(shí)際情況，分析了逆變器諧波電流對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響。
　　基于文中的電磁