逆变器供电下混合磁心爪极永磁电机的多物理场耦合分析

相较于传统软磁复合材料（SMC）磁心爪极电机，混合磁心结构可有效降低制造成本。本文对比了逆变器与理想正弦电流供电下电机的电磁性能与损耗特性，基于电磁分析结果，采用磁热双向耦合方法研究供电方式对温升的影响，并从电磁、热、应力多物理场角度对比混合磁心与SMC磁心电机性能，通过实验验证仿真结果。研究表明，逆变器供电显著增加铁耗与永磁体涡流损耗，但对温升影响有限；混合磁心电机在低速性能、机械强度及成本方面优于SMC电机。

与传统的软磁复合材料(SMC)磁心爪极电机相比,采用混合磁心能够有效地降低制造成本.为了更全面地分析混合磁心对爪极电机性能的影响,该文首先对比分析了逆变器供电和理想正弦电流源供电两种情况下电机的电磁性能和损耗;然后以电磁分析的结果为基础,通过磁热双向耦合的方法分析了供电方式对电机温升的影响;最后从电磁场、温度场、应力场等多个角度,对混合磁心电机与 SMC 磁心电机进行了对比,并通过样机实验对仿真结果进行了验证.结果表明,逆变器供电会导致混合磁心电机的铁耗和永磁体涡流损耗明显增大,但是对电机温度没有显著影响.同时,比起 SMC 磁心电机,混合磁心电机在低速下具有更好的性能表现,还具有更高的机械强度和更低的成本.