基于集总参数热网络法的永磁同步电机温度场分析

doi:10.11985/2017.01.003

电气工程学报 ›› 2017, Vol. 12 ›› Issue (1): 17-21.doi: 10.11985/2017.01.003

基于集总参数热网络法的永磁同步电机温度场分析

兰志勇,魏雪环,李虎如,廖克亮,陈麟红

湘潭大学信息工程学院湘潭 411105

收稿日期:2016-04-25 出版日期:2017-01-25 发布日期:2019-11-26
作者简介:兰志勇男 1980年生,博士,主要研究方向为大功率永磁同步电机设计及优化、无刷直流电机设计及优化、精密伺服驱动器的研究与开发等。|魏雪环女 1990年生,硕士研究生,主要研究方向为永磁同步电机及异步电机的温度场分析及优化等。
基金资助:
国家自然科学基金青年项目(51507148);湖南省战略性新型产业科技攻关项目(2012GK4080)

Thermal Analysis of PMSM Based on Lumped Parameter Thermal Network Method

Lan Zhiyong,Wei Xuehuan,Li Huru,Liao Keliang,Chen Linhong

Xiang Tan University Xiangtan 411105 China

Received:2016-04-25 Online:2017-01-25 Published:2019-11-26

摘要/Abstract

摘要：

永磁同步电机与其他类型电机相比性能指标尤为突出,被广泛应用于各个领域。随着电机制造业的发展,电机单机容量增加,使电机内部温升过高,影响电机的性能与可靠运行。本文在考虑高速电机永磁体涡流损耗对电机温度场的影响的情况下,用集总参数热网络法（LPTN）对永磁同步电机进行温度场分析,建立38节点的热网络模型,真实反映了电机各部件的温升。最后,通过与有限元法（FEM）分析结果、电机温升试验结果对比,证明该热网络计算模型的正确性。

关键词: 永磁同步电机, 温度场, 集总参数热网络法, 有限元法

Abstract:

The performance targets of PMSM are prominent, compared to other type motors, PMSM are widely used in various fields. With the development of the motor manufacturing industry, the motor capacity increases, resulting in increasing temperature of inside the motor, the high temperature severely affected performance and reliable operation of motor. In this paper, in consideration of the influence of the permanent magnet eddy current loss of high speed motor on the temperature field, thermal analysis using LPTN in PMSM, the thermal network model of 38 nodes is established. truly reflect the temperature rise of each part of the motor. Finally, the correctness of the model is verified by comparison with the results of finite element method (FEM) and temperature rise test.

Key words: Permanent magnet synchronous motor, temperature field, lumped parameter thermal network, finite element method

中图分类号:

TM351

兰志勇,魏雪环,李虎如,廖克亮,陈麟红. 基于集总参数热网络法的永磁同步电机温度场分析[J]. 电气工程学报, 2017, 12(1): 17-21.

Lan Zhiyong,Wei Xuehuan,Li Huru,Liao Keliang,Chen Linhong. Thermal Analysis of PMSM Based on Lumped Parameter Thermal Network Method[J]. Journal of Electrical Engineering, 2017, 12(1): 17-21.

图/表 9

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图2

图3

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表1

表2

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表3

参考文献 10

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平均温升	LPTN	FEM	误差(%)
定子轭/℃	86.924	85.126	2.1
定子齿/℃	89.289	87.617	1.9
绕组/℃	90.653	89.051	1.8
永磁体/℃	50.147	48.208	4.0
转子轭/℃	48.273	46.836	3.1
轴承/℃	59.409	58.213	2.1
端盖/℃	43.302	42.564	1.7
机壳/℃	39.612	38.781	2.1

平均温升	LPTN	FEM	测试结果
绕组/℃	90.7	89.1	91.5
机壳/℃	39.6	38.8	40.2

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基于集总参数热网络法的永磁同步电机温度场分析

Thermal Analysis of PMSM Based on Lumped Parameter Thermal Network Method

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