高效風機用高速永磁電機設(shè)計與分析.pdf

1、相較于傳統(tǒng)的永磁電機（PM machines），高速永磁電機（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，電機的轉(zhuǎn)速得到了極大的提升，高速永磁電機也越來越多的運用于諸多領(lǐng)域。高速永磁電機的設(shè)計是一項電磁、機械和熱耦合的綜合任務(wù)，設(shè)計難度大。目前，高速永磁電機的設(shè)計方法尚不成熟，還有許多關(guān)鍵技術(shù)有待解決。
　　本文針對應用于風機中的高速永磁電機，提出了電機的設(shè)計流程，總結(jié)了相應

2、的關(guān)鍵技術(shù)，著重研究了高速永磁電機的電磁優(yōu)化設(shè)計，介紹了一種特殊的繞組連接方式來解決高速永磁電機繞組設(shè)計問題，并就轉(zhuǎn)子渦流損耗進行了深入的研究。首先，在選擇高速永磁電機定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時，比較了不同極槽配合電機的性能差異，并闡明了高速電機設(shè)計中的繞組設(shè)計問題。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，來解決繞組設(shè)計上的難題，并通過有限元模型的仿真分析驗證了該方案的可行性。其次，在對高速永磁電機進行電磁優(yōu)化時，分析了定子槽

3、開口、永磁體極弧以及磁性槽楔的相對磁導率對電磁性能的影響，同時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減小渦流損耗，并探究了分段數(shù)對減小渦流損耗的影響。此外，還分析了套筒電導率對轉(zhuǎn)子渦流損的影響，根據(jù)分析結(jié)果提出采用復合型套筒的思路。與此同時，為了更好的模擬實際情況，分析了逆變器諧波電流對轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響。
　　基于文中的電磁