仿真结果表明，对于额定工况，电枢绕组端部温度最高，定子铁心 （齿部） 次之，转子磁钢处最低；对于最高转速工况，定子铁心 （齿部） 温度最高，电枢绕组 （槽内导体） 次之，转子磁钢处最低；最大功率工况由于工作时间短，电机内各部件的温度都较低。由于铁耗急剧增加，3种工况中最高转速工况电机内各部件的温度最高，特别是磁钢温度接近200 ℃，应引起高度关注。
 
文献公布了雅阁ISG电枢绕组的温升试验结果，见图8。当负载转矩为70Nm时，绕组 （端部） 最高温度由起始的160 ℃直线上升；持续一段时间后负载转矩下降至65 Nm左右，此时温度停止上升，维持在160 ℃左右；再经过一段时间后负载转矩升至75 Nm左右，绕组端部温度再次上升，最后稳定在200℃左右。

为了验证本文温度场仿真方法的正确性，对上述工况雅阁ISG进行了温度场仿真。绕组端部最高温度仿真结果见图9，仿真时没有考虑负载转矩的波动。比较两图可知，绕组端部最高温度曲线略低于试验曲线，但2条曲线基本吻合。由于仿真时只考虑了铁耗和铜耗，而没有计及其它损耗对温度的影响，使得绕组端部最高温度曲线略低于试验曲线。

3 温度对转子的影响
温度上升对ISG的性能以及结构安全性等都会带来一系列影响，下面重点讨论对转子稀土磁钢和磁桥结构安全性的影响。

3.1 温度对磁钢的影响
众所周知，稀土磁钢是一种耐温能力较差的永磁材料。温升的较大上升，不仅导致稀土磁钢磁性能的下降，还可能会造成磁钢的不可逆退磁。图10、 图11分别为雅阁ISG额定和最高转速两个工况下转子磁钢的温度场仿真结果。

从图10、 图11可以看出，磁钢高温区始终出现在轴向端部，最高温度点在共顶角，因此必须加强对磁钢端面的散热；另一方面，额定工况下磁钢最高温度为146.7℃，如选用耐温150℃的稀土磁钢尚可安全运行，而最高转速工况磁钢最高温度达194.2℃，耐温150°C的稀土磁钢则有失磁风险。

图12为最高转速工况下磁钢最高温度与工作时间关系的温度场仿真曲线。曲线表明，最高转速工况下ISG工作时间小于28 min，磁 钢最高温度不超过150 ℃，选用耐温150 ℃的稀土磁钢磁钢是安全的，否则会存在失磁风险。

3.2 温度对转子磁桥结构的影响
表2仿真结果表明，ISG转子最高温度一般出现在磁桥处。出现这一现象的原因在于磁桥磁密高，铁耗大。由于转子高速运行，磁桥要承受很大应力，它的结构安全引人关注。为了考察温度对转子磁桥应力的影响，分别在不同温度条件下对雅阁ISG转子进行了应力仿真，图13、 图14分别给出了22℃和197℃时的应力仿真结果。



由图13、 图14可见，22 ℃时，雅阁ISG中间磁桥应力为47.2 MPa，热形变为0.002 14 mm；197 ℃时，应力为1 181.2 MPa，形变为0.045 76 mm。温度上升了5.5倍，应力和形变分别上升了25.1倍和20倍。图15为雅阁ISG转子磁桥应力和形变随温度变化的关系曲线。可见，随着温度的增加，转子磁桥应力和形变会直线上升，威胁到转子结构的安全。因此，从转子结构安全的角度出发，必须限制最高转速工况下ISG的工作时间，使磁桥应力和形变在允许范围内。

4 结语
按本文所述方法对雅阁ISG进行了温度场仿真，仿真结果与文献中的相关试验结果基本吻合；不同工况下ISG的温升情况存在较大差异，最高转速工况电机温升最高；从转子结构安全的角度出发，必须限制最高转速工况下ISG的工作时间。

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