永磁同步电机铁耗研究

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永磁电机中的铁耗是除铜耗外对电机效率影响比较大的因素之一,探讨永磁电机铁耗的产生因为、分析削弱铁耗的方法具有重要意义。   本文首先介绍了电机铁磁材料的特点、描述材料性能的参数等,以及产生损耗的机理,包括涡流磁滞损耗、涡流损耗及附加涡流损耗。在此基础上,介绍了目前计算铁耗常用的Bertotti分离铁耗计算模型。着重讨论了使用该模型计算铁耗时需要用到的参数的拟合方法,得到了较为准确的数学模型。采用该数学模型编写了软件,用以分析永磁电机的铁耗。   在本文中,针对研究的难点热点,除了有定子铁耗的讨论之外,着重研究了影响转子铁耗(包括铁芯损耗及永磁体的涡流损耗)的因素,通过对电机绕组产生的空间谐波磁动势的分析,比较了整数槽电机与分数槽电机、采用集中绕组或分布绕组电机,及不同转子结构电机转子铁芯中铁耗的特点及相对大小,进而探讨电机优化设计的方法。   由驱动器供电的永磁同步电机,产生铁耗的因为主要有基波磁场,逆变器供电引入的电流谐波,定子槽开口,铁芯饱和,绕组谐波磁动势以及永磁体谐波磁动势等。永磁电机运行在不同的工况(空载、恒转矩区、弱磁区)下,上述因为产生的铁耗相对大小不尽相同。在本文中,作者采用采样得到的驱动器供电下永磁电机实际电流作为激励,对电机进行二维有限元计算,分别获得了电机工作于空载、采用最大转矩电流比控制的恒转矩区以及弱磁区三种不同工况下的磁密波形,进而计算铁耗。比较分析了电机工作于不同工况下铁耗产生的因为的异同,经过与实验对比,结果表明该计算方式有较高的准确性,可以用于分析电机铁耗产生的因为及指导高效率电机的设计。
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