机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (19): 249-262.doi: 10.3901/JME.2025.19.249
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李臻1,2, 黄浩程1,2,3, 李思语1,2, 任慧敏1,2, 何志祝1,2, 盛磊4
LI Zhen1,2, HUANG Haocheng1,2,3, LI Siyu1,2, REN Huimin1,2, HE Zhizhu1,2, SHENG Lei4
摘要: 针对新型电机的轻量化、紧凑型、高扭矩密度设计目标,将印制电路板(Printed circuit board,PCB)技术引入定子绕组制造工艺,设计了轴向磁通双PCB定子电机。以单根有效导条为研究对象,建立了电机感应电动势、电磁扭矩及输出功率的解析模型。构建了PCB电机的有限元仿真模型,开展了关键参数优化研究,对串、并联构型双PCB定子电机进行电磁场与温度场仿真分析。基于搭建的试验平台,研究了不同构型下PCB电机的输出性能与温升特性。在额定工况1 500 r/min、3 A条件下,串联双PCB定子电机输出扭矩为130 mN·m,扭矩密度可达2 000 N·m/m3,实测最高温度为180.6 ℃;并联构型下电机输出扭矩为103 mN·m,扭矩密度可达1 584.62 N·m/m3,实测最高温度为110.5 ℃,与同工况下串联构型相比温升更小,可有效改善PCB电机发热问题。
中图分类号: