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定子无铁心轴向磁场永磁电机是一种气隙为平面、定子无铁心及磁场方向为轴向的新型电机。该电机由于具有结构紧凑、轴向尺寸短、功率密度高和运行效率高等优点,被广泛应用于电动自行车、分布式发电、纺织机等领域。但此电机在实际运行过程中存在发热严重的问题,降低了电机的运行效率。因此,对该电机发热严重的影响因素进行研究,有助于优化电机设计,保证电机的高效可靠运行。 本文通过理论分析、仿真计算和实验验证对定子无铁心轴向磁场永磁电机在不同运行条件下的涡流损耗及电机温升进行了系统研究。首先建立电机的三维电磁场有限元模型,对电机在不同工况下的电磁场进行仿真,得到不同工况下电磁场的分布,为计算电机损耗提供依据;在此基础上,分析了电机结构参数(电感)及电机不同工况下对电机损耗的影响,揭示了涡流损耗的主要影响因素;最后,在一定假设条件下,利用电机的有限元模型,对电机不同工况及不同驱动方式下的电机温度场进行仿真分析,得出影响电机温升的因素并提出降低电机温升的措施。 通过对定子无铁心轴向磁场永磁电机涡流损耗及电机温升的分析,得出电机温度分布受电枢电流谐波的影响显著,电机的驱动方式及电机的结构参数会影响电机的电枢电流谐波。通过适当增加开关管的开关频率、合理选择滤波参数及设计合适的电机电感参数可以减少电枢电流谐波,进而降低电机运行时的温度。