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“不要走开，文末有福利” 1.广东·佛山 2017中国硅钢年会暨加工配套服务商对接会 2.邀您加入电机行业交流群 来源 | 西莫电机论坛 新能源电机及配套商产业链分布图（附赠80份精华版新能源电机报告）领取中... 1 前言随着稀土材料价格的上涨，在牵引电机领域，交流同步磁阻电机吸引了越来越多的关注目光。 图1 同步磁阻电机 本文展示使用MotorCADV10版本对某款同步磁阻电机的热设计。 2 设置流程电机的初始设计通常有选择极槽数的配合、设置定转子外径、材料的选择、冷却方式等。本例选择一款48槽的定子，通用于感应电机、永磁同步电机的定子叠片，4极4层的转子结构，详细设计流程可参阅《Electric Machine Design Using Speed And MotorCAD》。 2.1 几何模型的建立MotorCAD建立几何模型方便快捷，只需填写选项卡的方式输入模型的几何参数即可建立相应电机模型，因此MotorCAD的模型也是全参数化的，这也是商业软件无与伦比的优势，对于我们快速优化电机非常有用。MotorCAD几何模型的输入包括径向尺寸的输入、轴向尺寸的输入及绕组尺寸的输入。本电机最终输入径向尺寸及轴向尺寸得到的模型分别如图2和图3所示： 图2 电机径向视图 图3 电机轴向视图 图4 电机三维视图 MotorCAD软件的定子自动布线功能参见图5。 图5 电机绕组连接
2.2 电磁性能分析MotorCAD有丰富的电磁后处理功能，如磁密分布、磁力线、转矩、短路电流、交直轴电感、损耗等等电机所关心的性能。
图6 电机磁场分布 2.3 温度分析MotoCAD中的热源（损耗）既可以由电磁模块计算的损耗传递过来，也可以跳过电磁计算直接输入损耗数值求解温度，如图7所示。 图7 损耗的输入 电机通过散热片和BlownOver的方式进行冷却。 图8 电机冷却设置 此时电机外壳温度为102.4℃，绕组端部温度达216.9℃（环境温度40℃），这明显是一个不安全的温度值，超过了F级绝缘要求，因此我们需要降低电机的温度。 图9 电机热网络图
图10 电机温度值
2.4 优化设计如图11所示，我们将散热片的高度从10mm提升到20mm。
图11 电机径向设置
当电机外壳与定子叠片接触不良时（间隙为0.08mm），此时电机外壳温度为74.7℃，绕组端部温度达180.3℃（环境温度40℃），温度仍超过了F级绝缘要求。
图12 电机热网络图
图13 电机温度值
当电机外壳与定子叠片接触良好时（间隙为0.01mm），此时电机外壳温度为71.7℃，绕组端部温度达138.4℃（环境温度40℃），温度满足F级绝缘要求，读者可以在此基础上继续对电机进行优化，以进一步降低电机的温升。
图14 电机热网络图
图15 电机温度值 3 结论通过MotorCAD的电机温升计算，电机设计人员能非常快速得到电机各部件的温升情况，有针对性的对电机进行冷却方式、风扇大小、喷嘴、风道、水道的电机冷却设计，极大的提高了电机的热设计效率。 |
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