[发明专利]一种交流电机的两项式分段变系数铁耗模型的构建方法

摘要

本发明公开了属于交流电机损耗计算及分析技术领域的一种两项式分段变系数铁耗模型的构建方法，该模型为该模型是通过对一系列频率及磁密下实测硅钢片损耗，该模型是通过对在一系列频率及磁密下实测硅钢片损耗数据进行分析并结合经典两项式模型的基础上，考虑了磁路饱和导致涡流损耗增加及谐波磁场引起的磁滞损耗增加现象，在涡流和磁滞损耗项中引入4个随磁密和频率分段变化的附加损耗系数而建立模型。且模型中主要系数均随磁密幅值和频率变化；同时，利用该模型能够准确分离由基波及谐波磁场产生的磁滞和涡流损耗，实现铁耗精细化分析。

主权项

1.一种两项式分段变系数铁耗模型的构建方法，用于交流电机损耗精细化分析.其特征在于，该铁耗模型的构建方法是在对一系列频率及磁密下实测硅钢片损耗数据进行分析并结合经典两项式模型的基础上，考虑了磁路饱和导致涡流损耗增加及谐波磁场引起的磁滞损耗增加现象，在涡流和磁滞损耗项中引入4个随磁密和频率分段变化的附加损耗系数，具体建立两项式分段变系数铁耗模型如下：经典两项式模型的表达式为Ploss＝khBαf+keB2f2  (1)式中，B为磁密，f为频率，khBαf为磁滞损耗，keB2f2为涡流损耗；kh、ke和α分别为磁滞损耗系数、涡流损耗系数和磁滞损耗项幂系数，由于kh、ke和α均为常系数；所以式(1)仅在一定的频率和磁密范围里满足精确度要求；令磁滞损耗的系数随磁密和频率变化来保证对磁滞损耗计算的精确性，如式(2)所示：Phy＝kh'Bα′f  (2)式中，kh'、α'为可变磁滞损耗系数和可变磁滞损耗项幂系数，与式(1)中系数kh、α不同的是前者是随磁密和频率变化；为了更加容易的求解损耗系数以及避免多项式拟合的特性，可将式(2)变形为式中，k1和β1分别为磁滞损耗附加磁密项系数和其指数项，它们均随磁密和频率分段变化，并且khBαf为经典磁滞损耗项，k1Bβ1为附加磁滞损耗项；可以通过在涡流损耗项中增加附加磁密项的方式来保证涡流损耗计算的精确性，如式(4)所示：式中，k2和β2为涡流损耗附加磁密项系数和其指数项，为了使式(4)在较宽的磁密和频率范围上均具有较高精度，系数k2和β2应随磁密和频率分段变化；另外，在磁滞损耗项中增加一个随磁密椭圆轨迹变化的系数来计及旋转磁化的影响，最终的铁耗模型如式(5)所示：式中，krot为反映旋转磁化的系数，其大小随磁密轨迹椭圆率变化；n代表谐波磁场的次数；j代表电机有限元模型的第j个单元；上述模型表达式中共有8个损耗系数，包含3个常系数：kh、ke和α分别为磁滞损耗系数、涡流损耗系数和磁滞损耗项幂系数；5个变系数：其中k1、β1、k2和β2随磁密与频率变化，为引入的附加磁密项系数；其中krot为反映旋转磁化的系数，随磁密轨迹椭圆率变化；需要指出的是对于不同硅钢片，系数kh、ke、α、k1、β1、k2和β2是不同的。