表贴式永磁电机永磁体涡流损耗有限元计算方法对比研究

脉宽调制(pulse width modulation, PWM)技术广泛应用于表贴式永磁电机(surface permanent magnet synchronous motor, SPMSM)控制，而在PWM电流激励下永磁体内涡流损耗较大。为快速、准确获取涡流损耗，基于电机磁场沿轴向近似均匀分布特性，提出了一种PWM激励下永磁体内涡流损耗有限元(finite element method, FEM)简化计算方法。首先，以3台永磁体轴向分段数目不同的SPMSM为研究对象，对比同工况下简化方法、2D FEM、3D FEM涡流损耗计算结果，结果表明简化方法与3D FEM计算结果误差小于3%,而计算时间远小于3D FEM;然后，基于涡流损耗随永磁体轴向分段增大而减小的特点，通过不同永磁体轴向分段数目的SPMSM,在堵转工况下分离永磁体涡流损耗，验证了简化方法计算有效性；最后，通过实测电机各相电阻计算电机直流铜耗，对实测涡流损耗差值进行修正，进一步验证了简化方法的准确性。