基于时步有限元分析的超高效电机定子槽形优化设计

在我国，中小型电机的定子槽形通常为梨形槽，且不同机座号的槽形尺寸已沿用了数十年。为研究有利于降低电机损耗的定子槽形尺寸，建立了基于时步有限元法的损耗计算模型，以一台5.5kW异步电机为例，分析了槽口宽度、槽口高度、槽肩角、槽宽、槽高及槽半径等6个槽形尺寸对损耗的影响程度。结果表明，槽口宽度、槽宽和槽底半径对损耗影响较大。在槽满率基本不变，且确保电机原有起动性能的前提下，提出了基于时步有限元法的定子槽形优化设计方法，利用该方法对上述5.5kW电机定子槽进行改进设计。经改进后，电机空载损耗降低了约7%，满载损耗降低了约2%。