高真空永磁無刷直流電機溫度場研究.pdf

1、永磁無刷直流電機因具有高功率密度、高轉矩體積比、高可靠性優(yōu)點,在工業(yè)與日常生活中已得到廣泛的應用。特別在航天、軍事等特殊領域,電機散熱困難所引起的可靠性問題一直是人們關注的焦點。本文就高真空環(huán)境下永磁無刷直流電機的溫度場問題進行研究,主要集中在電機的損耗計算、高真空環(huán)境下電機散熱系數(shù)的求取、電機溫度場的仿真分析及這種環(huán)境下電機的實驗方法等方面。
　　本文分析了現(xiàn)今計算電機鐵心損耗的方法并進行比較,如經驗公式法、經典的鐵耗分離法與考

2、慮旋轉與交變磁化的橢圓法。分析了定子磁場分布規(guī)律,利用橢圓法計算定子鐵心損耗,并比較了電樞電流對鐵心損耗的影響。電機在高真空條件下運行,氣隙處的對流基本不存在,轉子散熱困難,永磁體渦流損耗必須考慮,因此分析了永磁體渦流損耗產生的原因并計算。利用熱路法,分析了自然對流狀態(tài)下的永磁無刷直流電機的熱路拓撲結構與特點。以輻射換熱理論為依據,將其簡化到真空條件下,通過簡化的熱路模型,計算了表面散熱系數(shù)與電機內部主要表面的輻射散熱系數(shù)。并且分析了影

3、響電機輻射散熱的主要因素,包括:環(huán)境溫度,表面發(fā)射率與角系數(shù)等。研究永磁無刷直流電機在高真空條件下的溫度場,利用環(huán)形線圈分析了以輻射換熱為邊界條件的溫度場的分布特點,并且計算了定子表面發(fā)射率時電機的平均溫升,發(fā)現(xiàn)電機的平均溫升對表面發(fā)射率的敏感度較大。同時仿真分析定子鐵心損耗與永磁體渦流損耗對溫升的影響。針對高真空條件下電機的輻射散熱特點進行了實驗研究,比較了鐵心損耗的實驗值與計算值的誤差,驗證了損耗計算的合理性。同時分析了不同真空度對