基于有限元的永磁调速器温度场分析与研究

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永磁调速器是以磁力耦合技术为基础,利用铜转子和磁转子在空气气隙中产生交变磁场,实现从电机到负载无接触动力传输的调速设备。永磁调速器作为一种新型调速节能设备,同时具备良好的吸振能力,又能提供优异的过载保护性能,必将会广泛应用于工业中。  本文首先简述永磁调速器的结构、工作原理以及其发展状况。然后采用筒式永磁调速器的双层铜转子,12对磁极的磁转子的典型结构,依据广泛应用于分析永磁电机上的线性层方法,建立永磁调速器的简化模型。利用模型推导计算出涡流密度和涡流损耗的功率,同时使用Ansoft Maxwell的电磁场分析模块和Matlab分析建立永磁调速器的模型。最终采用有限元数值方法计算分析永磁体的温度分布,并计算导热和强制对流散热的效率。  通过本文的计算分析,揭示了永磁调速器的涡流密度、涡流损耗、温度分布与铜转子转速之间的联系,在电机转速不断提高的同时,电磁涡流密度不断上升,涡流损耗也随之增加,导致磁转子表面热量的累积。最后分析出对于中小型永磁调速器,空气冷却即可让其保证在工作温度范围内。
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