车用强冷式永磁电机的多物理场耦合研究

作者：杜静娟; 黄新雨; 赵坚; 李朝江; 陈学永^*

来源：电力系统及其自动化学报, 2022, 34(04): 77-82.

DOI：10.19635/j.cnki.csu-epsa.000916

• 内置式永磁同步电机
• 多物理场耦合
• 强水冷系统
• 热应力
• 温度分布
• 有限元法

为解决电动汽车车用高功率高速电机需要满足电磁、应力与温升多种需求的问题，本文提出一种全面多物理场的综合分析方法。以车用30 kW 8极内置式永磁同步电机为例，提出一种新型冷却方式——铁芯嵌入铜管直接冷却法。首先，运用有限元法对定子槽的槽深与槽宽比γs进行电磁设计优化；然后，通过对该电机的电磁损耗、流体流速、应力变形、热场变化等进行多物理场的耦合计算，达到降低损耗、增加输出转矩的目的，并满足电机高效散热以保证车用电机的安全运行；最后，对样机进行温升性能实验，实验与理论设计误差小于5%，验证了电机设计的合理性，同时该方法为车用永磁电机的设计提供一些参考依据。

• 单位
  天津大学; 天津城建大学