電磁設計
磁路規(guī)劃:根據(jù)目標功率、轉速和效率確定電機尺寸(定子外徑、鐵心長度)。計算氣隙磁密,選擇永磁體材料(如釹鐵硼NdFeB),確定磁極數(shù)量、形狀(弧形/面包形)及充磁方式(徑向/平行)。
繞組配置:設計定子槽數(shù)與繞組形式(集中繞組/分布繞組),優(yōu)化槽滿率與繞組因數(shù),降低銅損和齒槽轉矩。通過電磁仿真驗證空載反電勢、轉矩脈動等參數(shù)。
轉子結構設計
磁鋼布局:采用表貼式(SPM)或內置式(IPM)。IPM利用磁阻轉矩提升功率密度,需設計隔磁橋防止漏磁,并優(yōu)化磁鋼槽位(V型/一字型)以平衡磁阻轉矩與永磁轉矩。
機械保護:高速電機需添加碳纖維護套或鈦合金 sleeve 抵抗離心力,確保磁鋼不脫落。
熱管理與材料選型
散熱系統(tǒng):根據(jù)溫升要求選擇自然冷卻、強制風冷或液冷(水套/油冷),優(yōu)化機殼散熱筋與冷卻流道。
材料適配:定子鐵芯選用低損耗硅鋼片(如0.2mm厚);高溫環(huán)境選用耐熱釤鈷磁鋼(SmCo)或添加重稀土擴散層。
動態(tài)性能優(yōu)化
抑制損耗:通過斜極/斜槽設計、轉子表面開槽降低齒槽轉矩;優(yōu)化極弧系數(shù)減少鐵損。
控制匹配:預設弱磁擴速能力,調整交直軸電感比(IPM),適配矢量控制算法需求。