高速永磁同步电机在多物理场和变流器约束下的设计

作     者：秦雪飞 沈建新 Nilssen Robert Gieras Jacek Qin Xuefei;Shen Jianxin;Nilssen Robert;Gieras Jacek

作者机构：浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江省电机系统智能控制与变流技术重点实验室杭州310027 挪威科技大学电力工程系特隆赫姆7491 波兰UTP科技大学电气工程系比德哥什85-796 

基　　金：supported by the Natural Science Foundation of China under grants of 51837010 and 51690182 the TECO-20190415 Research Fund 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第7期

页      码：1618-1633页

摘      要：高速电机中多物理场是强耦合的,其影响是甚至相互矛盾的。因此,高速电机的设计受到多物理场的强制约。此外,变流器的电压和电流都受限,由此也制约了高速电机的设计。当电机功率较大时,所有这些约束变得更加显著,因此较难获得一个很好的优化设计方案。该文以一台350kW、13.5kr/min的大功率高速内置式永磁同步电机作为案例,阐述其设计方法与优化过程。针对不同工况,研究电机永磁磁链与绕组电感的匹配设计,以确保变流器的电压和电流限制均得到满足。之后,通过有限元的手段研究相关的电机设计要点,特别是考虑电磁特性、机械应力和动力学特性的转子拓扑结构;也通过计算流体动力学(CFD)手段研究电机的热性能。由此可实现完整的高速电机多物理场设计。

主 题 词：高速永磁同步电机 多物理场设计 变流器约束 转子拓扑 热性能 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211568

馆 藏 号：203109714...