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磁钢​的涡流损耗会提升电机转子的温度么
- 2019-09-07-

      磁钢的涡流损耗会提高永磁电机转子的温度吗?稀土永磁同步电动机具有体积小、重量轻、效率高等特点。转子无基波损耗,其温升应较低,但其基本条件则不然。以作者研制的增安型稀土永磁同步电动机为例,试验中出现了转子温升高达125℃的现象。如果转子温度过高,会造成钕铁硼永磁体退磁的危险,影响电机的正常运行。分析了转子温升过高的原因,提出了降低温升的对策。。


  1. 转子结构:REPMSM的定子取异步电机的定子,它的结构通常指转子的结构。异步起动REPMSM的转子由鼠笼条、转轴、转子铁心和永磁体构成,转子铁心由冲片叠压而成,并在转子铁心内填入钕铁硼永磁体,同时铸铝形成鼠笼。


  其起动过程同异步电机,当定子电枢绕组中通人三相对称交流电时,形成圆形转动磁场,此时转子静止,转子鼠笼切割磁力线,并感觉出交流电形成交变磁场,与定子磁场作用,转子起始转动。当转子转速靠近同步转速时,鼠笼条中不再发生感觉电流,而是永磁体形成的恒定磁场与定子磁场同步转动,进入正常运转。


  2. 转子温升发生缘故:电机运转时的发烧,均来自于电机的消耗。REPMSM同步运转时,转子消耗包含永磁体消耗融洽波消耗等。


  2.1)永磁体消耗 :钕铁硼的电阻率是(1.44×l0ˉ)Ω·m,拥有肯定的导电性,会在交变磁场中发生涡流消耗。钕铁硼的导热率为7.7cal/m.h.°C,传热性差。钕铁硼磁钢简易生锈、氧化,使热量难以向外传导,加重了转子的温升。


  2.2)谐波消耗:受齿槽效应、定子磁场等因素影响,电机气隙中的谐波磁场很复杂。气隙中的谐波磁场以差异的速度相关于转子活动,在转子铁心和鼠笼条中感觉电流,从而发生谐波消耗,使转子温度抬高。


  3 降低温升的对策:由上述分析,提出相应处理方式如下。


  3.1)永磁体分段、分层:永磁体的安放不再是整段原料,而是将一段永磁体分为多个小段或多个层,如图2。而且对永磁体段(层)表面进行电泳处理,以减小涡流消耗,降低转子温升。


  3.2)增大气隙:关于异步电机,增大气隙会增大漏磁,使励磁电流增大,效率降低。而关于稀土永磁同步电机,加大气隙,则可增大高次谐波气隙磁场磁阻融洽波漏抗,减少其磁链的交链水准,减弱谐波电流,降低定、转子表面消耗融洽波消耗等,从而起到降低温升的作用。


  3.3)转子选用半闭El槽或闭口槽:如此不妨减少转子铁心表面消耗和齿内脉振消耗,并使有用气隙长度减小,改良功率因数,同时降低气隙磁导谐波的脉振幅值,减小磁导谐波形成的谐波消耗。


  3.4)选取适当的槽配合:谐波次数越低,转子槽数越多,消耗就越大;定、转子槽数比靠近于1时,消耗对照小,因此尽量选取近槽配合。


  3.5)定子绕组双层短距分散绕组:双层短距分散绕组根据需求选择差异的跨距,不妨减少高次谐波,又使基波电动势减少不大,从而有用改良了气隙磁场的波形,减少谐波消耗,降低温升。


  3.6)选用高品质钕铁硼永磁体:在本质使用中发现,差异厂家制作的同牌号钕铁硼永磁体功能有较大差别。钕铁硼牌号差异,发生的涡流消耗大小差异,而且导热率也有所差别。选择导热率相对较大的高功能钕铁硼永磁原料,有利于磁钢上热量的传导,从而降低转子温升。


  4 样机转子温升的改良对策及功效:由上述分析,调换样机所用的钕铁硼永磁钢牌号,由以前的40SH换为33UH,从头进行温升试验,后果是定子铁心温度为80℃,温升为51℃,转子铁心温度为140℃,温升为110℃。调换永磁体后转子铁心温升下落了10℃,可见永磁体涡流消耗对转子温升影响很大。