并列轉子無刷混合勵磁同步電機溫升研究

劉維維，宮海龍，王 亮

(哈電發電設備國家工程研究中心有限公司，哈爾濱 150028)

0 引言

混合勵磁電機兼具永磁電機和電勵磁電機的優點，既可以達到接近永磁電機的高效率，同時又具備電勵磁電機輸出電壓可調的特性。近年來廣泛應用于航空航天、汽車等領域。早在20世紀80年代，有學者就曾對混合勵磁電機進行過初步研究，為后續的探索提供了良好的基礎。國內目前也有多所高校參與對混合勵磁電機的研究，如哈爾濱工業大學的永磁-感應子結構混合勵磁電機[1]、浙江大學提出在橫向磁通永磁電機中采用混合鐵心結構的混合勵磁電機[2]、東南大學推薦的電動汽車驅動電機[3]、南京航空航天大學研究的新型并列結構混合勵磁同步電機[4]、上海大學研究的42 V汽車供電系統用混合勵磁爪極皮帶式起動發電機[5]等。雖然對混合勵磁電機的研究日益增多，但對其中溫升部分的分析研究相對較少。為保證電機安全可靠運行，須對其溫升進行重點分析。

混合勵磁電機的結構較為復雜，電機內熱源多，溫度分布影響因素多，相應的等效熱網絡龐大繁雜、涉及變量和參數多、求解繁瑣。本文將發電機的求解模型分解為幾個主要結構的等效熱網絡，最終組合建立整個發電機的精確熱網絡模型。基于上述方法對一臺混合勵磁電機在負載工況時進行了溫升計算，同時采用有限元法進行仿真分析，并通過樣機試驗對計算結果進行了驗證。

1 電機結構簡介

并列轉子無刷混合勵磁同步發電機基本結構如圖1所示。……