机床与液压

作者：颜冬，娄群健，于文斌

单位：浙江大学电气工程学院；浙江大学先进电气装备创新中心；；

关键词：永磁电机;相变冷却;温升;高效散热机制

基金：中国航空科学基金项目（20240058076002）

针对电推进系统过载工况下永磁电机瞬态热积聚引发的温升过高问题，通过集成主动冷却和永磁体极间填充相变冷却的二级耦合冷却机制，定向引导电机热能的梯度式耗散，提出一种考虑相变材料的混合式液冷-相变冷却结构。该结构主要利用机壳水冷、定子端部浸油的主动冷却方式对定子绕组区域进行梯度热调控，利用永磁体极间填充相变材料冷却和转轴通油主动冷却方式对永磁体实现高过载瞬态温升的双路径耦合抑制。采用计算流体力学法，分析相变热导率、相变温度、相变材料质量及相变总潜热对永磁体瞬时温升平抑效果的影响，并最终确定一种具有较好散热性能的电机冷却结构设计方案。仿真结果表明：增大相变材料的热导率、填充用量及总潜热可增强永磁体温升抑制效果；相变温度的选取需结合电机运行时长：若运行期间相变材料始终处于固液共存态宜选较低相变温度，若完全液化则宜选较高相变温度；所提出的混合式液冷-相变冷却结构通过介质互补（水-油-相变协同）与空间覆盖（定子-转子-机壳全路径）的三维高效散热机制，实现了电机热量的高效耗散，尤其是基于相变的潜热特性，使过载工况下永磁体温升速率受到抑制，优化后方案（石蜡热导率0.151 W/（m·K）、相变温度56.1 ℃、用量0.014 3 kg、潜热256 kJ/kg）在过载工况运行120 s时，与未填充相变冷却结构相比，永磁体温升最大降幅为5 ℃，进一步避免了永磁体的热退磁风险。

来源：2026年第8期

《机床与液压》期刊编辑部

查看机床与液压杂志2026年第8期