基于有限元法的电机铁心涡流损耗分析

《基于有限元法的电机铁心涡流损耗分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、!##(’V(大电机技术-基于有限元法的电机铁心涡流损耗分析王坚（南京工程学院，江苏南京!"##"$）［摘要］根据电机铁心叠片的特点，建立了非线性时变磁场有限元分析模型，在多种磁通频率下进行了叠片涡流损耗的计算，与通用公式计算结果相比较，说明了本文有限元法的正确性；同时列出证据并经过分析，阐述了通用公式的参考适用范围。本文研究对实际工程中电机铁耗计算有一定的实用价值。［关键词］电机铁心叠片；有限元分析；涡流损耗；通用公式［中图分类号］%&$#"’(［文献标识码］)［文章编号］"###*$+,（$!##(）#(*###

2、-*#-!"#$%&’"()**%+,--."/0122.2’"31/1-+1-.24#2.*1"5)3.)/01234（/345246748929:9;<=%;>?4<@<6A，/345246!"##"$，B?243）!62/-#7/：C38;D<49?;E;>:@23F29A<=@3G2439;D89;;@>=2;@D28><489F:>9;D’79283EE@2;D9<>3@>:@39;;DDA>

3、:FF;49@<88;8249?;>38;8<=G:@92E@;=F;K:;4>2;8<=G364;92>=@:L，34D8?94;88NAG;348<=><4J;492<43@=3N@;8><4J;492<43@=;’%?;89

4、:DA249?28E3E;F28<=83@>:@392462F<4@<88;8<=G<99:3@;4624;;F246’8.%91-*2：@3G2439;D89;;@>:FF;49@<88;8；9?;><4J;492<43@=

5、上两公式是等效的。两通过取磁化曲线上各点磁导率的平均值即!P式被广泛应用于计算铁心涡流损耗，并经长期实践验!!（#"$%"）证，其在低频条件下能提供较准确的解。基于式（!），"P"而得出），在铁心正弦磁通条件下，单片损S3J;F8等人提出了考虑谐波时叠片铁心涡流损耗校正!系数［"］，为实际工程计算非正弦磁通涡流损耗提供了耗采用式（"）来计算：一种较好的处理方法。!)!#!通常，在计算铁心涡流损耗时忽略磁滞的影响，这"#*$8?$+824$$&’(（.QG）（"）!($>?$+><8$样可以大大简化由于计及磁滞的影响给

6、涡流损耗分析和计算所带来的复杂性，在工程上是可行的［!］。而电式中：$P,)；机铁心往往工作在饱和区附近，在考虑磁饱和时，若仍"#!利用解析法计算涡流损耗，虽然可采用对#$%曲线,P"；!分段线性、用阶跃函数来表示#$%曲线等方法以求#*———平均磁通密度幅值。［$］解，但均为近似描述，不能表述铁心磁场的时变性和通常的电机设计和参数计算普遍采用的涡流损耗$公式可看作式（"）的简化形式，即非线性性质，即导磁率!P!（#）P!（T#U.T）在时变场中是一个与时间、位置均相关的变量；而众所周（#!（.QR6）（!）&’(%

7、’*-）知，磁饱和时式（"）及其衍生公式也是不适用的，但在6基于有限元法的电机铁心涡流损耗分析"))(78(什么情况下会出现饱和及其给涡流损耗计算带来的影考虑了铁心叠片的特点，可将其看作厚度为-，长响，在什么情况下传统公式不适用，这些也正是本文研.、宽/尺寸为无限大。于是可将叠片中的各场量作究内容的一部分。为一个坐标的函数，复杂的三维非线性涡流场问题也实际上，由铁磁饱和所带来的非线性问题，若想利转化为一维场问题（有限元分析模型见图!）。用解析法进行精确求解是非常困难的，数值法是获得准确解的唯一途径。本文在分析铁心叠片

8、内电磁场的前提下，建立非线性有限元分析模型，应用一种在已知铁心磁通前提下的有限元算法，实施时变场有限元分析，在具体算例中计算了正弦磁通不同频率下的铁心涡流损耗的值，将低频时的计算结果与式（!）求得的结果进行比较，说明了本文有限元算法的正确性；同时根据算例显示出传统公式解在磁通频率较高情况下会产生较大误差，就此提出了公式解的参考适用范围。!本文有