作為便攜電源的發(fā)電設(shè)備,高速永磁發(fā)電機(jī)已廣泛應(yīng)用在軍事、醫(yī)療、礦山救助等領(lǐng)域；作為機(jī)械形式的不間斷電源(飛輪儲(chǔ)能)與化學(xué)儲(chǔ)能相比具有環(huán)境友好、壽命長等優(yōu)勢,可以廣泛應(yīng)用在航天、工業(yè)、通訊機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等領(lǐng)域。高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)速高、功率密度大,同樣造成了電機(jī)單位損耗相對較大,而且氣隙內(nèi)的高頻磁場將直接在護(hù)套和永磁體內(nèi)產(chǎn)生渦流,形成渦流損耗,增加了轉(zhuǎn)子的溫升；由于永磁體在高溫環(huán)境下易出現(xiàn)熱退磁問題,而且相同功率電機(jī)體積小,轉(zhuǎn)子散熱相對困難,轉(zhuǎn)子內(nèi)的渦流損耗將直接威脅高速永磁發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行,因此對于高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗準(zhǔn)確計(jì)算及降低轉(zhuǎn)子渦流損耗方面的研究具有重要意義。

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針對定子背繞式繞組、轉(zhuǎn)子合金護(hù)套結(jié)構(gòu)的100kW級(jí)高速永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子渦流損耗開展了深入的研究,基于三維時(shí)步有限元計(jì)算方法,對高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子渦流損耗進(jìn)行了計(jì)算,深入研究了護(hù)套和永磁體內(nèi)渦流電密的分布規(guī)律；建立了轉(zhuǎn)子渦流損耗解析計(jì)算模型,對高速永磁電機(jī)護(hù)套和永磁體內(nèi)的渦流損耗進(jìn)行了解析公式推導(dǎo),并與三維有限元渦流損耗計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比,突出體現(xiàn)了解析計(jì)算方法的快速性、通用性以及變量間影響關(guān)系明確的優(yōu)勢；分別利用三維有限元計(jì)算與解析計(jì)算方法,分析了護(hù)套軸向分段和永磁體圓周方向分段對轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響關(guān)系,揭示了轉(zhuǎn)子分段在減小轉(zhuǎn)子渦流損耗方面的作用機(jī)理,并提出了轉(zhuǎn)子永磁體分段數(shù)量確定的依據(jù)與準(zhǔn)則,滿足高速永磁電機(jī)降低轉(zhuǎn)子渦流損耗的設(shè)計(jì)要求。

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