【技术实现步骤摘要】
一种高速永磁电机转子涡流损耗计算方法
[0001]本专利技术涉及永磁电机转子涡流损耗计算
，尤其涉及一种高速永磁电机转子涡流损耗计算方法。
技术介绍
[0002]高速永磁电机具有体积小、功率密度大、传动效率高的优点，相同功率等级下尺寸重量通常远小于中、低速电机，可以有效节省材料，降低成本。因此，高速永磁电机被越来越广泛地应用在高速空压机、高速主轴、飞轮储能等工业系统中。由于转子体积小、损耗密度高，散热能力有限，永磁体温升过高时会导致不可逆退磁。因此，转子涡流损耗的准确计算是高速永磁电机设计中的重要问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种高速永磁电机转子涡流损耗计算方法。
[0004]为了解决这一技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高速永磁电机转子涡流损耗计算方法，包括以下步骤；S1，建立电机解析模型，所述电机解析模型包括转轴区域、永磁体区域、护套区域和气隙区域以及电流片；所述转轴区域包括转子轴外径R
r
；所述永磁体区域包括永磁体外径R
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高速永磁电机转子涡流损耗计算方法，其特征在于：包括以下步骤；S1，建立电机解析模型，所述电机解析模型包括转轴区域（10）、永磁体区域（20）、护套区域（30）和气隙区域（40）以及电流片（50）；所述转轴区域（10）包括转子轴外径R
r
；所述永磁体区域（20）包括永磁体外径R
pm
，所述护套区域（30）包括护套外径R
b
，所述气隙区域（40）包括定子铁心内径R
s
；S2，在极坐标系下，根据拉普拉斯方程和复涡流方程，得到转轴区域（10）、永磁体区域（20）、护套区域（30）、气隙区域（40）的矢量磁位表达式和电流片（50）的电流密度表达式；S3，利用边界条件求解磁场函数；在r=R
s
处，有
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，R
s
为定子铁心内径，r为半径，J为电流密度，A
g
为气隙区域（40）的矢量磁位，在r=R
b
处，有
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，R
b
为护套外径，r为半径，A
g
为气隙区域（40）的矢量磁位，A
b
为护套区域（30）的矢量磁位，μ
b
为护套相对磁导率；在r=R
pm
处，有
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，R
pm
表示永磁体外径，r为半径，A
b
为护套区域（30）的矢量磁位，A
pm
为永磁体区域（20）的矢量磁位，μ
pm
为永磁体的相对磁导率，μ0为真空中的磁导率，M为永磁体剩余磁化强度，θ为角度；在r=R
r
处，有
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，r表示半径，R
r
表示转子轴外径，A
pm
为永磁体区域（20）的矢量磁位，M为永磁体剩余磁化强度，μ0为真空中的磁导率；利用(1)
‑
(4)建立关于C
gn,m
、D
gn,m
、C
bn,m
、D
bn,m
、C
pm,n
和D
pm,n
的方程组，对n取有限次，求解各待定系数；S4，计算各次谐波涡流损耗
ꢀꢀ
(5)式中，P
i
为转子涡流损耗第i次谐波分量，ω表示电机的旋转角速度，R
b
表示护套外径，L为电机轴向长度，n为空间谐波次数，m为时间谐波次数，Re为取实部，j为虚数单位，C
bn,m
、D
bn,m
为待定系数，J
n
和Y
n
为第一类和第二类n阶贝塞尔函数，ξ=[
‑
j(n
‑
m)ωμ0μ
b
σ
b
]
1/2
，μ0为真空中的磁导率，μ
b
、σ
b
分别为护套的相对磁导率和护套的电导率，ω为电机的旋转角速度，R
b
为护套外径，为共轭，J
n
’
、Y
n
’
为J
n
和Y
n
的导数；S5，进行系数修正，对第i次谐波涡流损耗的修正系数为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（7）式中，L为电机轴向长度，coth为双曲余切，j为虚数单位，ω为电机的旋转角速度，μ0为真空中的磁导率，μ
b
、σ
b
分别为护套的相对磁导率和护套的电导率，R
b
为护套外径，i为谐波涡流损耗次数，R
s
为定子铁心内径；S6，计算转子涡流损耗总和；<...
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