三维建模与仿真：永磁力矩电机低温升策略

低速永磁力矩电机的三维温度场数值计算是一篇深入研究电机热管理的重要学术论文，由赵伟、张洪亮和李勇三位作者合作完成，发表在哈尔滨工业大学电气工程系。该研究旨在解决永磁力矩电机在高负荷运行时面临的局部高温问题，因为这类电机通常采用高电磁负荷以提高材料效率，但低速特性导致散热性能相对较弱。 论文首先基于传热学原理，构建了永磁力矩电机在稳态运行条件下的三维暂态温度场计算数学模型。模型中包含了基本假设，例如，将涡流效应简化为对每根导线的平均影响，以及槽楔近似为与槽宽度相同的假设。这些简化有助于简化复杂的数值计算过程，同时确保了模型的准确性。 研究者选择电机轴向对称且沿圆周周期性重复的结构特性，仅考虑半个齿半个槽的区域进行计算，以降低数据量和复杂性。他们利用三维有限元方法进行计算，确定了定子铁心的热源分布，并将这种方法应用于某型号的力矩电机实例。 论文的核心部分展示了如何通过仿真手段，预测电机各部件在稳定状态下的温升情况，这在电机设计阶段具有实际意义，可以帮助优化散热设计，防止过热问题。实验结果显示，仿真得到的数据与实际测量结果高度吻合，验证了所建立模型的可靠性。 这项工作的重要性在于，它为永磁低速力矩电机的温度场计算提供了实用的工具和参考标准，对于电机的高效运行和寿命管理有着直接的指导作用。随着电机容量的提升和功率密度的增加，对电机温度控制的精确计算显得愈发关键，因此这项研究对未来电机设计的发展具有长远的推动作用。