利用多截面场-路耦合时步有限元计算感应电机损耗时,时空离散策略包括时间步长、斜槽分段数及剖分密度。上述参数的选择是否合理,会影响损耗计算精度及计算时间。针对上述问题,以一台5.5 k W电机为例,研究了时间步长、斜槽分段数及剖分密度等计算参数对损耗计算的影响,主要包括:1)从降低数值微分误差及避免高次谐波混叠效应的角度分析了时间步长的选择方法;2)从能否反映斜槽电机轴向磁场实际分布情况的角度对比了不同分段数对损耗计算影响;3)从如何准确计及高次谐波的角度对比了气隙以及定转子铁心剖分密度影响气隙磁场及损耗计算精度的程度。由此提出了利用时步有限元进行损耗计算的最优时空离散策略。通过与空载实测损耗对比,验证了该时空离散策略的有效性。
大功率单绕组双速电机转子通常采用直槽结构,无法通过斜槽来削弱齿谐波。为了研究直槽情况下,定转子槽配合变化对单绕组双速电机空载磁场及损耗的影响,以一台定子槽数为48的15/3 k W,4/8极单绕组双速电机为例,利用时步有限元法对比分析了不同槽配合时电机内部磁场及铁耗、定转子铜耗的变化规律。结果表明:随转子槽数增加,气隙径向磁场基本不变而切向磁场高次谐波含量增加;与少槽配合相比,多槽配合时定子铜耗和转子高频附加铁耗均略微增加;转子铜耗先减小后增加且在多槽配合时远大于少槽配合。样机实验对比验证了该分析的正确性。研究结果可为合理选择单绕组双速电机槽配合提供重要的理论依据。
