电机小课题：热影响（一）|永磁|漆包线|电机|磁力|磁铁|转矩

在这篇文章中，我们将探讨温度对电机性能的影响。首先，我们需要专注于电机中的各种材料，并按照以下顺序进行检查：

1.绝缘材料：确保其能承受的最高温度。

2.磁铁：确保其能承受的最高温度，并注意温度对磁力的影响。

3.漆包线：确保其能承受的最高温度，并注意温度对电阻的变化。

4.轴承：确保润滑油的工作温度范围。

5.出口电源线：确保其能承受的最高温度。

其中，绝缘材料、漆包线和出口电源线的耐热性直接影响安全性。如果这些材料的耐热等级不足，可能导致电机烧毁，甚至引发火灾。此外，磁铁、漆包线和轴承的耐热性也会间接影响电机的性能，因为它们会导致额外的能量损失，进而增加电机的温度。

电机是一种将电能转换为动能的装置。在能量传递和转换的过程中，都会有一部分能量损失，这些损失会转化为热能，导致电机温度升高。如果温度超过材料的耐热上限，就可能导致材料受损。

因此，一个优秀的电机设计需要考虑到电机的能量损失，并对其进行适当的散热规划，以确保电机内部的温度能够保持在一个稳定的状态，并且低于材料和零件的耐热上限。常见的电机内部的耐热上限为150度、120度、80度、60度。

除了耐热上限对安全性的直接影响外，漆包线和磁铁这两种材料的温度特性也会影响电机的性能。例如，磁铁的磁力会随着温度的升高而降低。由于电机是通过电力和磁力的交互作用来产生转矩的，因此当磁力降低时，转矩也会降低，或者需要更多的电力来补偿，以满足转矩的需求。

当磁铁受到温度的影响，其磁力强度将会变化，这也意味着电机的特性将会因温度变化而产生变化。如下图所示，这颗永磁电机的特性曲线并非如我们先前所描述的单一斜直线，而更像是一条折线。进一步分析后，我们可以发现，这实际上是两条斜直线的结合，其中蓝色虚线代表的是温度变化前的特性，而红色虚线则代表温度变化后的结果。由此我们可以看出，电机在温度升高前后的特性表现可能会有很大的差异。从下图的实例来看，最高转矩值可能会有近三倍的差距，这显示出该磁铁对温度的反应相当敏感。

除了对电机的转矩输出产生影响外，温度也会影响电机的效率。主要的原因是铜的电阻值会随着温度的升高而增大，如下图所示，这将导致电机的铜损增加。

从下图的电机效率特性曲线图可以看出，蓝色曲线代表的是温度升高前的效率，而红色曲线则代表温度升高后的效率。我们可以看到，铜损的温度变化确实会对效率产生一定的影响，但最大的差异也只有5%左右，并不像磁铁的反应那么剧烈。主要的原因是，虽然铜的电阻会受到温度的影响，但其变化幅度并不像磁铁那么大，因此所产生的影响也相对较小。