Потери от вихревых токов в массиве постоянных магнитов магнитоэлектрических вентильных двигателей

Аннотация

Высшие гармоники магнитного поля в воздушном зазоре магнитоэлектрических машин – причина возникновения вихревых токов в массиве постоянных магнитов, вызывающих их нагрев и частичное размагничивание. На основе аналитического решения известных уравнений Максвелла для n-й гармоники магнитного поля получены выражения координатных составляющих магнитной индукции и плотности вихревого тока в массиве магнита для известного значения n-й гармоники магнитной индукции на наружной поверхности магнита. Показано, что энергия электромагнитной волны входит в магнит через наружную цилиндрическую поверхность и боковые радиальные плоские грани, причём поверхностная плотность потока мощности по первому каналу постоянна, а по двум другим экспоненциально уменьшается в радиальном направлении. Поэтому разбиение полюсного магнита в поперечном направлении на элементарные плитки с точки зрения потерь нецелесообразно, так как потери первого канала остаются неизменными (инвариантны к разбиению), а потери второго канала увеличиваются (при разбиении магнита суммарное число боковых граней плиток растёт). Дана количественная оценка потерь в самарий-кобальтовых магнитах вентильного двигателя мощностью 15 кВт из-за зубчатости статора, а также несинусоидальности напряжения преобразователя частоты, высших гармоник МДС обмотки статора.