高速磁悬浮电机的发热与冷却研究

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1、中国机械工程第21卷第8期2010年4月下半月高速磁悬浮电机的发热与冷却研究王桂香徐龙祥董继勇1．南京航空航天大学，南京，2100162．南京磁谷科技有限公司，南京，210000摘要：针对高速磁悬浮电机发热严重的问题，采用有限元方法建立了电机定子发热模型，并且分析了材料对电机铁心损耗的影响。考虑转子表面的摩擦，计算出电机转子风摩擦损耗。针对谐波电流引起的转子涡流损耗在高速磁悬浮电机中会引起转子很高的温升的问题，研究了一种计算高速磁悬浮电机转子涡流损耗的解析计算方法。针对转子涡流损耗的问题，采用了一种加感抗器减小谐波涡流损耗从而降低温度的有效方法。实验结果表明，加感抗器能有效减小谐波电流、降低电

2、机温度。关键词：高速磁悬浮电机；定子发热模型；转子涡流损耗；谐波电流；感抗器中图分类号：TH133；TM335文章编号：1O04—132X(2O10)08一O912一O5ResearchonTemperatureCalculationandCoolingSystemofaHigh-speedMagneticLevitationMotorWangGuixiangXuLongxiangDongJiyong1．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing，2100162．NanjingCiguCo．，Ltd，Nanjing，210000A

3、bstract：Forhigh—speedmagneticlevitationmotorheatingproblem，itwasestablishedbyfiniteelementmethodofthemotorstatorheatingmodel，whichanalyzedthemateriallossontheimpactofmotorstatorcore．Consideringthefrictionoftherotorsurface，thewindfrictionlOSSoftherotorwascalculated．Theharmoniccurrentscausedbytherotor

4、eddycurrentlossinhigh—speedmagneticlevitationmotorintherotorwillcausetheproblemofhightemperaturerise．Theestablishmentofelectromagneticfieldequationsforsolvingeddycurrentlossofrotorwasobtainedbyanalysisoftheelectromagneticfieldequations．Fortheproblemofrotoreddycurrentloss，aharmonicimpedancedevicewasu

5、sedtOreduceeddycurrentloss，whichisaneffectivewaytoreducethetemperature．Theresultsshowthattheimpedancedevicecanreducemotorharmoniccurrentsandreducethetemperatureeffectively．Keywords：high—speedmagneticlevitationmotor；statorheatingmodel；rotoreddycurrentloss；harmoniccurrent；impedancedevice0引言点，高速磁悬浮电机受到

6、工业界的广泛关注。高由于转速高、功率密度大、无励磁损耗等优速磁悬浮电机主要有以下几个特点：①采用的是实心转子，并由磁悬浮轴承支撑；②转子采用永磁收稿日期：2oo9一O914体，加工成本和机械健壮性要优于叠片转子。这外力增大先增大再减小再增大。[43张薇薇．基础运动对磁悬浮转子系统动力学特性的(6)用直接对对象加激振力的方法与在控制影响研究[D]．武汉：武汉理工大学，2009．[53冯斌．磁悬浮转子状态监测与故障诊断[D3．武汉：环节对对象加载正弦信号方法测结构动刚度都是武汉理工大学，2009．可以的。(编辑何成根)参考文献：作者简介：刘小静，女，1971年生。武汉理工大学机电工程学院E1]赵雷

7、，丛华．可控磁悬浮轴承刚度与阻尼特性研究副教授、博士研究生。研究方向为磁悬浮技术。发表论文4篇。[J]．清华大学学报，1999，39(4)：96—99．胡业发，男，1961年生。武汉理工大学机电工程学院教授、博士[23汪希平．电磁轴承系统的刚度阻尼特性分析[J]．应研究生导师。张薇薇，女，1983年生。武汉理工大学机电学院博用力学学报，1997，14(3)：95—101．士研究生魏坚，男，1986