开关磁阻电机因其独特的优势广泛应用于航天业、纺织业、煤矿机械、新能源汽车等领域。开关磁阻电机具有结构简单，容错性高，启动电流小，启动转矩大，控制方式灵活，可长时间低速运行等优点。自扇冷散热方式是中小型电机常用的一种散热方式，这种散热方式依靠电机的同轴自扇冷风扇旋转产生的风力冷却电机，无需额外的动力来源。自扇冷开关磁阻电机在设计时，其散热能力一般按额定工况来设计。在额定工况下，同轴的自扇冷风扇转速较高，冷却条件好，电机热损耗与散热能力在允许温升范围内达到热平衡。开关磁阻电机低速运行时具有电流小转矩大的特性，可以长期工作在低速大负载工况。当电机转速较低且带额定负载时，电机的铜损和额定工况接近，但自扇冷风扇会因转速较低散热能力下降。长时间低速运行时，容易因散热条件变差使电机温升过大，导致寿命缩短甚至损毁。因此，对自扇冷开关磁阻电机进行损耗计算与温升分析有着明确的现实意义。
　　本文以一台7.5kW，12/8极自扇冷开关磁阻电机为例，基于经过实验验证的相电流波形数据精确地计算出了电机运行在最大带载能力曲线上时的损耗，使用流体场与温度场耦合仿真的方法计算出电机各转速自扇冷散热方式下的散热能力。通过比较电机各转速下的损耗与散热能力，得出了电机可能因散热能力不足使电机温升过大的转速范围，并推算出了该转速范围内在温升约束下的允许输出转矩，具体研究内容如下：
　　根据开关磁阻电机的电磁设计，搭建电机的电磁有限元仿真模型，利用该模型准确的计算了电机的磁链特性、矩角特性等静态参数。对开关磁阻电机进行了时步有限元分析，并将分析结果与实测电流波形相对比。
　　根据开关磁阻电机电机的驱动系统实验平台搭建了SRM驱动系统的Simulink仿真模型，所采用的控制算法和实验平台控制算法一致，仿真模型计算的SRM相绕组电流波形与实验测量波形高度吻合，利用仿真模型可以快速准确地计算出不同转速和负载条件下的电机相电流波形。
　　利用经过实验验证的开关磁阻电机驱动系统Simulink仿真模型计算出了电机的最大带载能力曲线与电机运行在最大带载能力曲线上时的相电流波形，基于相电流波形采用公式法精确计算电机铜损，采用时步有限元法精确计算电机的铁损。分析了运行在最大带载能力曲线上时，铜损和铁损随转速的变化规律，得出了总损耗随转速减小而增加的结论。分析了低速恒转速条件下，铁损占比随负载的变化规律，得出了铁损占比随负载降低而增加的结论。
　　根据电机的几何参数，建立了电机本体及周围空气区域的三维流体场与温度场耦合仿真模型，仿真计算得出了电机周围的流体场分布与电机本体及周围空气的温升分布，结果表明，自扇冷散热开关磁阻电机周围的流体场与温度场分布极不均匀，采用流体场与温度场耦合仿真的方法分析电机的温升分布更合理，电机内部最大温升点通常出现在背风侧的绕组上。
　　以国标规定的允许温升为约束条件，采用流体场与温度场耦合仿真的计算方法，计算出电机各转速下的散热能力。结果表明，自扇冷开关磁阻电机的散热能力会随转速降低而明显下降，当电机转速低于418r/min时，电机的散热能力将小于电机的总损耗，电机的允许输出转矩将受电机的散热能力限制。本文仿真试验了电机转速低于418r/min时，各转速下总损耗恰好等于电机散热能力时的对应电机负载转矩，该转矩即低速时电机的允许输出转矩。当电机转速高于418r/min时，电机的散热能力足够，电机的允许输出转矩取决于电机的最大带载能力。