磁阻型无刷双馈电机的损耗及温升分析

注释表B磁感应强度 Fe p 铁损密度 e C ，h C电机材料常数 q 相数 f频率 t 时间 h对流换热系数 T 周期；转矩；温度i ，I电流 U 电压 J转动惯量 V 体积 e K ，hK 铁损修正因子 W 能量 L ，M自感和互感 Z 齿极数 n转速；谐波次数 φ 磁通；直径 1P ，2P输入、输出功率 ψ 磁链 Fe P铁损 Ω 转子角速度 Cu P铜损 η效率 fw P机械损耗 θ 转子位置角 s P杂散损耗 1θ 主开关开通角 e P涡流损耗 2θ 主开关关断角 h P 磁滞损耗 λ 导热系数第一章绪论1.1 引言开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor以下简称SR电机)自从上个世纪80年代兴起以来，随着现代功率电子技术、计算机辅助设计、现代控制理论以及微机控制技术的不断进步得到了进一步发展。

SR电机以其调速性能好、结构简单、成本低、容错性能高等特点，在众多领域呈现出广阔的应用前景，目前已广泛应用在纺织、冶金、机械、石油、化工、航空、交通运输等行业[1]。

随着SR电机在牵引运输、通用工业、航空工业、家用电器等领域的较广泛应用，以及随着计算机速度的提高和仿真软件的流行，当前在SR电机的研究领域中出现了一些研究热点，主要包括：SR电机非线性数学模型的建立、容错性研究、噪声和振动问题的研究以及铁损耗和热分析的研究等。

由于SR电机结构简单坚固，且适合于高速运行，在许多应用场合十分需要对其发热问题进行深入研究分析；同时电机供电波形复杂，电机局部磁路比较饱和以及自身结构等原因，工作时定、转子铁心损耗很难解析，而铁损耗是影响整机效率的重要因素之一，所以同样需要对铁损耗进行分析研究。

另一方面SR电机的设计分析、性能预测也要进行损耗与温升的分析。

随着有限元技术的发展，成熟的有限元商用软件为精确计算损耗与温升发热这一研究热点提供了极大的方便。

本文在SR电机磁场有限元分析的基础上，进行了铁损、铜损等电机损耗的计算，并进一步分析了电机的温升发热情况，为SR电机的设计提供参考依据，同时为SR电机高速运行时必须考虑的热设计提供前期的准备工作。

磁阻型无刷双馈电机的温度场分析的开题报告摘要：磁阻型无刷双馈电机是一种高效节能的电机，其具有耐高温、高负载能力和高可靠性的特点。

在磁阻型无刷双馈电机的运行过程中，由于磁导率与温度密切相关，因此电机的温度场分析对于电机的设计、制造和运行维护至关重要。

本文将从电机热特性的理论分析及数值计算入手，研究磁阻型无刷双馈电机的温度场分析。

关键词：磁阻型无刷双馈电机；温度场分析；热特性；数值计算Abstract:Magnetic reluctance brushless double fed motor is an efficient and energy-saving motor, which has the characteristics of high temperature resistance, high load capacity and high reliability. In the process ofoperation of the magnetic reluctance brushless double fed motor, the temperature field analysis of the motor is extremely important for the design, manufacture and operation and maintenance of the motor dueto the close relationship between magnetic permeability and temperature. In this paper, the temperature field analysis of the magnetic reluctance brushless double fed motor will be studied fromthe theoretical analysis and numerical calculation of the thermal characteristics of the motor.Key Words: Magnetic reluctance Brushless Double Fed Motor; Temperature Field Analysis; Thermal Characteristics; Numerical Calculation一、研究背景磁阻型无刷双馈电机是一种新型的高效能、高可靠性的电机，由于其具有高热饱和电流、高热耐受性和高可靠性等特点，被广泛应用于钢铁、水泥、石化、化工、冶金等行业的大型设备中。

微电机MICROMOTORS第54卷第4期2021年 4月Vol. 54. No.4Apa 2021高速永磁屏蔽电机损耗分析与温升研究曹力&,胡岩&,卓亮2（1.沈阳工业大学，沈阳110000；2.贵州航天林泉电机有限公司，贵阳550008）摘要：损耗是影响电机效率和发热的重要因素，定子屏蔽护套作为高速永磁屏蔽电机损耗的主要来源，合理的设 计是保证电机可靠安全运行的关键。

本文基于有限元模型计算分析电机定子的涡流损耗以及电机温升分布，并对 性因素进行研究；通过样机试验 子 流 。

试验 理论分析结果基本一致，验证本文所建立的高速 电机有限元模型的正确性，对 后电机的分析、设计具有理论指导意义$关键词：高速永磁屏蔽电机；有限元；损耗计算；温升分析中图分类号：TM355文献标志码：A文章编号：1001-6848（2021）04-0011-05Study on Loss Analysis and Temperature Rise of High-speed PermanentMagnet Shielded MotorCAO Li, HUYan, ZHUO Liang(1. Shenyang University of Technology ， Shenyang 110000， China ； 2. Guizhoo Aerospace Linquan Motos Co.， Ltd.， Guiyang 550008， China )Abstract : Loss is an impo/ani factOT affecting motOT efficiencc and h eat generation. The statOT shielding sheath is the main sourcc of loss for high-speed permanent maanel shielded motors. *62X(0X11 design is the key to ensure the reliable and sale operation of the motOT. Based on the aniiv element model ，this paper co I-culated and analyzed the eddy current loss of V v statOT shielding sheath of the motor and the temperature esadistrigution of the motOT ，and studied the sensitive facton of the shielding sheath loss. The eddy current loss of the statOT shielding sheath was separated through the prototype test. The results of the tess and theoretical analysis are basically consistent ，veafying the ccmctness of the finite element model of the high-speed pee-manent maynel shielded motor established i this papeo ，which has theoreticol guiding significonco for the a ­nalysis and design of the shielded motor in the future.Key words : high-speed permanent maynel shielded motOT ； finite element ； loss colculation ； temperature ase analysis0引言众所周知，高速电机发热问题一直以来备受关，电机准确计算 证电机安全运行的前提。

无刷永磁电机电机总损耗
无刷永磁电机的总损耗包括以下几个部分：
1. 铁损耗：无刷永磁电机中的铁芯会由于磁化和逆磁化过程中的磁滞和涡流而产生能量损耗。

2. 铜损耗：无刷永磁电机中的电流通过电机的线圈和绕组时，会产生一定的电阻，从而产生电流上的能量损耗。

3. 机械摩擦损耗：无刷永磁电机的旋转部分（如转子和轴承）之间的摩擦会导致机械能转化为热能的损耗。

4. 风阻损耗：无刷永磁电机在运转过程中，由于空气的阻力而产生的能量损耗。

总之，无刷永磁电机的总损耗是由上述几个部分的损耗叠加而成的。

具体的损耗大小会受到电机的设计、负载情况和运行条件等因素的影响。

本科毕业论文（设计）题 目学生姓名专业名称指导教师年 月 日教学单位学生学号编 号摘要：无刷直流电机采用稀土永磁材料励磁的电机，具有高速度、高效率、寿命长、运行可靠、调速范围宽等优良特性，因此在航空航天、家电、电子仪器、采矿等，许多设备上得到广泛应用。

由于我国对无刷直流电动机的研发开始较晚，自主研发的无刷直流电机与国际上先进水平还有一定差距，相关理论还需要进一步的研究。

首先,阐述了课题的背景及意义,国内外的研究现状,论文的研究内容及结构。

文中对无刷直流电机与其它几种普通电机分别作了全面分析比较，提出了无刷直流电机所具有的一些优点。

在此基础上，详细分析了无刷直流电机的基本结构、工作原理和绕组方式。

结合高效率的检测，从降低电机损耗的角度，分别对定子铜耗、铁耗、转子铜耗、杂散耗、机械耗提出电机生产工艺的改进措施，经生产实践证明能有效降低高效电机的损耗，有效提高了电机的能效水平。

关键词: 无刷直流电机损耗分析Loss analysis of brushless dc motorAbstract：Brushless dc motor using rare earth permanent magnet excitation motor, with high speed, high efficiency, long life,Reliable operation, wide speed range and good features, so in the aerospace, household appliances, electronic equipment, mining, etcMany devices widely used. Because our country to research and development of brushless dc motor (BLDCM) started late, independent inquiryHair of brushless dc motor with the international advanced level there is a certain gap, related theories still need further researchInvestigate.First, elaborated the topic background and significance, research status at home and abroad, the research content and structure of the paper. Of the brushless dc motor with other several common motor respectively made a comprehensive analysis and comparison, proposes the brushless dc motor has some advantages. On this basis, a detailed analysis of the basic structure, working principle of brushless dc motor and the way of winding. Combined with efficient detection, from the perspective of reduce the loss of the motor, respectively for rotor stator copper loss, iron loss, copper loss, stray loss, mechanical loss put forward the improvement measures of motor production technology, production practice has proved that can effectively reduce the wastage of the high efficiency motors, effectively improve the efficiency of the motor.Keywords: brushless dc motor loss analysisy"目录第一章绪论 (1)1.1 无刷直流电机的特点 (1)1.2 无刷直流电机的发展和应用 (2)1.2.1 无刷直流电机的发展 (2)1.2.2无刷直流电机的应用 (4)1.3 无刷直流电机研究中现存主要问题 (4)1.3.1电机本体设计 (5)1.3.2无刷直流电机电枢反应 (5)1.3.3逆变器的选取 (5)1.3.4实际应用问题。

2024年电机的温度与温升2024年的电机温度和温升是一个研究领域，可以从不同的方面进行分析和讨论。

下面是一个关于2024年电机温度和温升的较为全面的____字的分析。

第一部分：电机温度和温升的背景电机作为现代工业中最常用的设备之一，广泛应用于各个领域，如工业制造、交通运输、能源发电等。

在电机运行过程中，由于电流通过导线和绕组的同时产生了电阻，阻力的作用会使得电机产生热量，进而引起温度的升高。

电机温度和温升的分析和研究对于电机的性能、寿命和运行安全有着重要的影响。

第二部分：电机温度和温升的影响因素2.1 电流大小：电机运行时的电流大小是电机温度和温升的重要影响因素之一。

电流越大，通过导线和绕组的阻力越大，产生的热量也越多，电机温度的升高也越明显。

2.2 散热条件：电机的散热条件也会对温度和温升产生影响。

散热条件主要包括散热方式、散热面积和散热介质等。

良好的散热条件可以提高电机的散热效果，降低电机温度和温升。

2.3 运行负载：电机的运行负载程度也会对温度和温升造成影响。

负载越大，电机的能量转化效率越低，会产生更多的热量，从而增加电机的温度和温升。

2.4 环境温度：环境温度是影响电机温度和温升的外界环境因素之一。

环境温度越高，会使得电机散热更加困难，导致电机温度升高更快。

第三部分：电机温度和温升的测量方法3.1 内部测量方法：内部测量方法可以通过安装温度传感器在电机内部进行实时温度的监测。

这种方法能够精确测量电机内部的温度变化情况，提供准确的数据支持。

3.2 外部测量方法：外部测量方法基于电机外壳温度的测量，可以通过在电机外壳表面安装温度感应器进行监测。

这种方法相对简单且成本较低，但无法提供电机内部具体部位的温度情况。

第四部分：电机温度和温升的预测模型电机温度和温升的预测模型是研究电机温度和温升的重要手段之一。

传统的预测模型主要基于数学统计方法建立，通过考虑电机的运行参数、环境条件和散热情况等因素，来预测电机的温度和温升。

开关电源磁性元件损耗、温升与绝缘研究顾公兵 李网生 沈坚（南京电子技术研究所 310013）摘要：通过对磁性元件的损耗分析，构建了总损耗模型，该模型的磁芯损耗考虑了波形因素，铜损耗考虑了高频率对损耗的影响，用交流电阻损耗代替直流损耗，使得总损耗计算值更接近实际。

对该模型求解极值，推导了最小损耗时的磁通密度与线圈匝数计算方法。

通过对损耗、温升与绝缘关系的讨论，提出了提高磁芯元件功率密度设计方法。

关键词：开关电源，磁性元件，损耗，温升，绝缘1.引言磁性元件——变压器、谐振电感、阻流圈等占据了开关电源的大部分重量和体积，提高磁性元件的功率密度是开关电源设计不断追求的目标。

在追求磁性元件的功率密度的同时，不可避免地要遇到与安全可靠之间的矛盾。

由于损耗的客观存在，提高功率密度，必然带来温升问题。

一方面，由于体积变小，散热难度加大，可能造成因温度过高而导致绝缘性能下降，进而威胁电源安全；另一方面，如果仅仅强调安全可靠，设计冗余过大，就难以达到提高功率密度的目的。

解决这对矛盾的途径有2条：一是努力提高磁性元件能量传递效率，从设计上减少损耗的产生；二是充分利用散热条件和材料的绝缘能力，在保证可靠的前提下，发掘材料潜力，提高功率密度。

研究开关电源磁性元件损耗、温升与绝缘的相互关系问题，可以设定、核算安全温升，把元件功率密度提高到合理水平上。

2.损耗 损耗是温升的根源。

磁性元件主要由磁芯和线圈组成，损耗也是由这两部分产生，即磁芯损耗Pc 和铜损耗Pw 。

总损耗：w c P P P +=，如图1[1]图1 工作磁通密度B 、线圈匝数N 与铜耗Pw 、磁芯损耗Pc 关系可见，总损耗P 是与工作磁通密度B 、线圈匝数N 有关的。

线圈电压：B N A f k U e ⋅⋅⋅⋅= （1） 式中，-k 波形系数，方波取4，正弦波取4.44。

这表明，在选定磁芯截面积e A 的磁性元件线圈上，加载一定频率f 的电压u ，工作磁通密度B 与线圈匝数N 成反比关系。