怎样改善无刷电机磁损、AC损耗和散热

2021年08月30日 16:46
高速无刷电机损耗随转速几何级数提高, 高损耗使得电机效率快速衰减,为了实现高效,必须治理好各类损耗。以铁耗为例,为了降低涡流损耗,一般采用超薄硅钢片。超薄片能够降低涡流损耗但改善不了磁滞损耗,因此超薄片的铁耗磁滞损耗占大头,而普通片中涡流损耗占大头。改善磁滞损耗,可以从下面三条路子出发
1.优化磁路设计提高磁场正弦性、降低谐波铁耗;
2.降低磁负荷、增加热负荷,降低基波铁耗;
3从材料选型出发,选择磁滞损耗较小的硅钢片;
除了铁耗之外,高速无刷电机还要额外关注AC损耗,这些损耗是由于高频交变磁场渗透导致的,往往出现在磁钢外、金属护套、定子绕组表面。以治理磁钢的AC损耗为例,常用的方法是将磁钢分成多段,可以在径向分段也可以轴向分段。分段能够减小涡流环流面积,降低AC损耗,分段颗粒数越多AC损耗越小。除了分段之外还有更多的解决方案。离心高速无刷电机 450W  30000rpm , 高损耗产生的散热如何处理呢?散热的问题
无刷电机损耗随转速几何级数提高, 高损耗产生的热使得电机温升极速提升,为维持高速运行,必须设计散热良好的冷却方式。我们能看到常见的高速电机冷却方式为:
“内强迫风冷”如下图所示,强冷风能够直接吹入电机内部带走绕组和铁芯上的热量,离心高速无刷电机利用内置风叶强迫风冷。也有使用另外一种方式“内油冷”在电机必须封闭防护,或者无强风的应用环境中,采用最多的是内油冷方式,比如AVL 设计的高速电机采用的 定子槽内油冷的方式的组合。有些电机也采用绕组喷油冷却+定子油冷+转子油冷等多种方式的组合。