永磁電機在高溫環(huán)境下哪些零部件會受到影響

2021-11-20 13:57:09

在高溫環(huán)境下，永磁電機的材料性能發(fā)生變化，導致鐵芯損耗、繞組銅損耗和轉(zhuǎn)子損耗發(fā)生顯著變化。在傳熱方面，真空或電機充油時傳熱方式不同，電機內(nèi)部溫度分布規(guī)律復雜。在散熱方面，航天電機的冷卻環(huán)境和條件受到限制，水冷和風冷措施難以設計，散熱困難。

永磁電機在高溫、高速、高功率密度等極端條件下工作時，其發(fā)熱溫升更為嚴重。電機溫升過高導致永磁體不可逆失磁，漆包線絕緣層損壞，甚至繞組燒毀。因此，準確計算損耗和溫升是耐高溫永磁電機設計和分析的關鍵技術之一，而電機的發(fā)熱溫升也是影響電機可靠性和壽命的最重要因素。

目前，永磁電機熱問題的研究主要集中在熱計算方法的研究上。熱力計算方法主要有五種：公式法、等效熱路徑法、熱網(wǎng)格法、溫度場法和參數(shù)識別法，其中溫度場法是目前最常用的方法。

熱源(電機損耗)的計算是溫度場計算的基礎。銅耗的計算應主要考慮外界環(huán)境(如濕度、溫度等)的影響。)對繞組電阻值和槽中導體的集膚效應的影響。對于電機鐵芯損耗的計算，目前較為準確的鐵芯損耗計算方法是根據(jù)不同的原因?qū)㈣F芯損耗分為磁滯損耗、渦流損耗和雜散損耗，并分別考慮電機中的旋轉(zhuǎn)磁化和交變磁化進行計算。

在計算中，確定鐵心損耗系數(shù)和修正系數(shù)是非常重要的。在高溫環(huán)境下，電機負載變化范圍較大，不僅使永磁電機繞組中的電流變化影響銅損的產(chǎn)生，還會導致氣隙磁密的非正弦波形，從而影響鐵損。因此，計算永磁電機在高溫環(huán)境下的損耗，需要綜合考慮外界環(huán)境溫度、電機極限性能、工作狀態(tài)等各種影響因素。

以損耗為熱源，考慮永磁電機的傳熱和散熱方式，建立電機溫度場，得到電機各點的溫度和溫升規(guī)律。在電機溫度場模型中，電機材料的熱系數(shù)通常是一個常數(shù)。然而，在高溫環(huán)境下，不僅電機損耗是時變的，而且電機材料的導熱系數(shù)等熱參數(shù)也會受到環(huán)境壓力和溫度變化的影響。

因此，有必要充分考慮惡劣環(huán)境的因素，將數(shù)值計算與有限元分析相結合，研究永磁電機的熱問題，并通過模擬實驗環(huán)境進行驗證，這是拓展永磁電機系統(tǒng)在高溫環(huán)境下安全工作的重要保障。