作为国家重点科技攻关项目“高性能稀土永磁电机的研究与开发”的一个子课题,本文围绕风机、泵类负载用超高效永磁同步电动机设计中的效率、功率因数、失步转矩等几个关键问题进行了研究,取得了工程上具有使用价值的成果。 首先,本文分析了风扇对电机效率的影响,由于本文所研究的超高效永磁同步电机是用于风机、泵类负载,转速高,风扇对电机效率的影响非常明显,传统盆式风扇的损耗在两极电机中占到了电机总损耗的3%,因此本文利用轴流风扇的特点和优点,设计了轴流风扇来替代传统的盆式风扇,通过理论计算和试验验证,达到了很好的效果。 其次,在如何提高电机效率的研究过程中,本文利用时步有限元方法,对计算公式进行了修正,达到了比较好的效果,为以后永磁电机铁耗的计算提供了理论依据。同时通过对影响铁耗、铜耗和杂散损耗的因素进行了详细的分析研究,并采取了相应的技术措施来减小这几种损耗。 然后,通过综合考虑这些因素,利用模拟退火算法对两种规格的电机进行了优化设计,对定子冲片的优化设计主要是以铜耗和铁耗之和最小为优化目标进行优化,对转子冲片设计主要是转子磁路、转子槽形、隔磁桥等进行了优化,同时也对电机的气隙长度进行了优化设计。 最后,研制成了两种规格的永磁电动机,样机取得了预期的效果并通过了省级鉴定,鉴定结论为“国际领先水平”,证明本文所研究的成果具有很好的实用价值。