鐵磁材料復(fù)雜激勵(lì)下的損耗計(jì)算方法及其電機(jī)應(yīng)用.pdf

1、電機(jī)作為一種重要的機(jī)電產(chǎn)品，其用電量占全國(guó)總量的60％，隨著電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)飛機(jī)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電機(jī)正在逐漸替代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)，其體量的增長(zhǎng)使得電機(jī)的效率優(yōu)化顯得愈發(fā)重要。隨著電機(jī)高效化、高集成度的發(fā)展，關(guān)于電機(jī)損耗，尤其是考慮到非正弦、直流偏置等復(fù)雜工況下的鐵芯損耗的機(jī)理分析、計(jì)算模型與試驗(yàn)研究，對(duì)于電機(jī)的效率優(yōu)化具有重要意義。由于電機(jī)鐵芯所用的電工鋼材料的磁化過(guò)程復(fù)雜，其磁化特性具有非線性，關(guān)于鐵磁材料的損耗計(jì)算尚無(wú)統(tǒng)一準(zhǔn)確的理論計(jì)算模

2、型。本文從物理層面出發(fā)分析鐵芯損耗的構(gòu)成與產(chǎn)生機(jī)理，通過(guò)試驗(yàn)手段測(cè)量材料的損耗特性，并利用唯象理論形成鐵芯損耗的計(jì)算方法。
　　本文提出了一種時(shí)域的分析方法，采用多項(xiàng)式分段擬合正弦激勵(lì)下測(cè)試得到的磁滯回線簇，從全局分析非線性磁感應(yīng)強(qiáng)度各次諧波在每一時(shí)刻的變化率對(duì)磁化狀態(tài)的影響，并據(jù)此計(jì)算非正弦鐵芯損耗?；谖ㄏ罄碚撆c試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了直流偏置對(duì)Steinmetz公式各個(gè)參數(shù)的影響，并針對(duì)電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合的大直流偏置高磁場(chǎng)飽和特性，對(duì)SPG

3、(Steinmetz Premagnetization Graph)方法進(jìn)行了改進(jìn)并給出了參數(shù)修正圖與公式。設(shè)計(jì)搭建了材料測(cè)試平臺(tái)，并對(duì)非正弦、直流偏置激勵(lì)下的鐵芯損耗計(jì)算模型在50WW470和50WW800材料中進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，其中非正弦模型進(jìn)行了單次諧波注入、方波激勵(lì)和兩組諧波注入的驗(yàn)證;直流偏置模型在不同頻率、不同交流磁感應(yīng)強(qiáng)度和不同偏流偏置水平下進(jìn)行了驗(yàn)證:兩個(gè)模型的試驗(yàn)誤差都不超過(guò)10％。為了驗(yàn)證材料鐵芯損耗計(jì)算模型的準(zhǔn)確性及