热设计|电机损耗热源
导读：介绍永磁同步电动机在进行温度场分析时需要考虑的因素。
永磁同步电动机在运行过程中，其内部零件由于电磁损耗和机械损耗作用会将电能转换为热能从而使永磁同步电动机内部温度提高。
其中主要的损耗来源于：绕组的铜线铜耗，定子和转子的铁芯损耗，涡流损耗以及旋转运动时产生的机械损耗。绕组铜耗计算： 其中： 为电机相数， 为定子绕组中的电流有效值， 为每相电阻有效电阻值。定子损耗计算： 其中 为磁滞损耗系数，其大小决定于材料的性质； 为涡流损耗系数； 为异常涡流损耗系数； 为磁场变化频率； 为磁密幅值。永磁体涡流损耗： 其中 为相对磁导率； 为磁位矢量； 为电流密度； 为材料热导率； 为电势标量； 为磁体矫顽力。绕组中的电流密度可以表示为： 其中导电材料会在磁场变换时产生感应电流，该电流称为涡流，由该电流产生的损耗称为涡流损耗： 为z轴方向上的电流密度分量。在温度场仿真过程中，需要对发热部件设置其生热率。生热率指在单位时间内由单位体积的内热源所产生的热量大小。 其中 为电机各部分的损耗， 为各部分有效体积。热传导、热对流和热辐射为三种主要传热方式，一般在自扇式风冷电机中，流体于固体接触面发生的主要换热方式为热对流，固体部件本身的传热方式为热传导，热辐射一般影响比较小可以忽略。一般永磁同步电动机内部需要考虑散热系数的部件主要是几个热源部位，以及和热源接触的表面主要包括定子铁芯和绕组、转子永磁体以及电机外壳的散热系数。
定子端面散热系数 : 定子转子端面散热系数 : 定子机壳散热系数 : 其中 为发热表面在静止空气中的换热系数，近似值为14； 为机座内壁风速，若为自然冷却则为0； 为机座外壁的空气温度。根据上述不同部位的散热系数，结合相应部位表面的流体流速可以计算出不同部位的散热系数。
来源：BB学长
