飛輪儲能用高速永磁同步電機磁鋼渦流損耗研究.pdf

1、飛輪儲能用高速永磁同步電機高速高頻的特點使得其氣隙磁場低次諧波的頻率也較高，再加上內置式磁鋼散熱差，釹鐵硼磁鋼電導率高，高溫易失磁，因此其渦流問題較為突出。本文針對飛輪儲能用高速內置式永磁同步電機磁鋼渦流損耗問題進行了全面深入的研究。
　　一、分析了高速永磁同步電機的設計特點，根據其特點選擇了合理的電機參數。同時從電磁場基本理論出發(fā)，建立了高速永磁同步電機的二維有限元模型。
　　二、在電機額定運行狀態(tài)下，采用氣隙磁位分布函數

2、作為虛擬邊界取代定子磁場，在二維瞬態(tài)場下建立一個計及了磁路飽和與齒槽效應的永磁同步電機磁鋼渦流損耗的二維有限元計算模型。該模型可對內置式釹鐵硼永磁同步電機各次諧波磁場引起的磁鋼渦流損耗進行分析計算。
　　三、利用所建磁鋼渦流損耗計算模型，分別對不計飽和與計及飽和兩種情況的磁鋼渦流損耗進行計算對比。
　　四、分析了齒槽效應引起的齒諧波、定子繞組引起的空間諧波和定子電流非正弦引起的時間諧波的原理和特點，同時對它們產生的磁鋼渦流損

3、耗分布規(guī)律分別進行了分析計算。
　　五、針對飛輪儲能用高速電機的運行特點，對不同轉速和不同轉矩等工況下的高速電機磁鋼渦流損耗進行分析。同時分析了槽口寬度和磁鋼軸向分塊對磁鋼渦流損耗的影響，并對減小磁鋼渦流損耗提出了一些解決思路。
　　研究結果表明：磁路飽和會對磁鋼渦流損耗計算造成較大的影響，主要原因是磁橋附近磁路的高度飽和改變了磁鋼附近區(qū)域的磁場分布；對于內置式整數槽永磁同步電機，具有一階齒諧波特征次數的諧波磁場是磁鋼渦流損