矿用永磁直驱电动机温度场研究与分析

• 作者: 侯红伟 秦翥
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 关键词: 永磁直驱电动机 损耗分析 冷却结构 温度场 煤矿
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 机电与智能化|Mechatronics and Intelligence
• 页码范围: 219-224
• 页数: 6页
• 分类号: TD61|TQ351
• 语种: 中文

摘要

针对低速大功率矿用永磁直驱电动机谐波含量较高、多物理场耦合、流体场复杂等特性造成电动机部件发热、磁场畸变严重等若干问题,对500 kW、60 r/min分数槽集中绕组矿用隔爆永磁直驱电动机进行损耗分析,得出定子铜损耗占总损耗比例最高,其次为定子铁心损耗及转子永磁体损耗.根据损耗特点,在电动机外部设置水套机座,内部通过风扇形成循环风路的冷却结构,使定子的铜损耗与铁损耗,通过热传导传至机座;定子铁心与水套机座采用热套结构,增加传热效果;定子端部热量经过铜绕组传至直线段,再由定子铁心传走;采用镀层分块、转子轭部叠片式结构,将转子永磁体热量携至定子铁心轭部并由机座冷却水携出.通过迭代计算的方式验证了当给定来流温度且电动机定子内径圆面处绝热时,转子热量将加载至定子轭部孔;当转子气隙空气温度加载到定子内径面处时,电动机部件基本达到热平衡.最后,截取该电动机定子轴向1/2半齿半槽及转子径向1/8作为仿真对象,利用Realizable k-ε模型对带有冷却结构的模型对象进行三维温度场仿真分析与数据统计.结果表明:低速大功率矿用永磁直驱电动机在冷却结构的协同作用下,可以有效降低定子端部及转子磁体产生的热量,减少转子引起的绕组发热不均及定子铜耗问题,确保电动机定子绕组和转子永磁体等主要电磁部件在安全温度范围内稳定运行,为低速大功率永磁直驱电动机在结构优化方面提供了理论依据.