任意频率正弦波条件下铁磁材料损耗的计算

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1、任意频率正弦波条件下铁磁材料损耗的计算崔杨，胡虔生，黄允凯（东南大学电气工程学院，江苏省南京市四牌楼2号210096）IronLossPredictioninFerromagneticMaterialswithSinusoidalSupplyCUIYang，HUQian-sheng，HUANGYun-kai（SchoolofElectricalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China）摘要：本文首先介绍了铁耗分立计算模型，随后采用标准规

2、定的用爱泼斯坦方圈测硅钢片损耗的方法对铁磁材料进行损耗实验，对实验结果数据进行回归分析计算出了铁耗分立模型中的未知参数。并分析了参数的特性，将其应用于铁耗计算中，所得出的结果非常接近于实际值。在此基础上进一步分析了铁耗各分量随频率、磁密变化的规律。结论对于铁耗分析有非常重要的参考意义。关键字：铁耗；铁磁材料；回归分析；爱泼斯坦方圈Abstract:Thepaperpresentslossseparationmodel,thenthemethodofironlossmeasurementbymean

3、sofanEpsteinframeprescriptedinstandardisemployedtothelossexperiment,parametersinthemodelarecalculatedthroughamethodcalledregression,usingtheexperimentresult.Parametersareusedinpredictingironloss,thereishardlyanydiscrepancybetweenthecomputedandthemeasu

4、redresults.Inthemeantimetherelationshipbitweenthelosscontributionandfrequency,fluxdensityisdiscussedbasedonthecomputedresult.Conclutionisveryvaluableforthelossprediction.Keywords:Ironloss;Ferromagneticmaterial;Regression;Epsteinframe1引言在国外，已经有不少学者提出了铁

5、耗计算的两种方向，一种是采用有限元法来分析随着电力电子技术的发展，各种新型电硅钢片内磁场的分布，进而计算损耗；另一机在各行各业得到了广泛的应用，电机铁耗种是通过研究铁磁材料的磁特性，提出铁耗的准确计算也成为越来越重要的课题，引起的模型及计算和测量方法。第一种方法虽然不少学者的注意。目前在国内设计电机中是准确，但计算工作量巨大，且没有通用性。假设硅钢片内磁场分布均匀，利用硅钢片供另一种方法计算方便，其中以Bertottti铁耗应商提供的硅钢片在工频正弦波电源下的分立计算模型[2][3][4]应用最为

6、广泛。用这种损耗曲线和经验公式来近似计算铁耗。对于模型计算出来的结果与实测数据相差不大。一般电机，用此方法进行铁耗计算基本可以它的主要问题在于模型中存在未知参数，且满足要求。但是在各种特种电机特别是高速难于确定，参数的大小将直接影响到损耗计电机中，往往是由高频、非正弦电源供电，算的结果，要求参数的计算必须非常准确。如果电机的铁耗计算仍停留在采用工频时而国内目前在这方面没有专门研究。的方法，主要频率损耗值通过简单缩放比例在传统电机设计方法中使用的损耗曲形式确定，势必会存在较大的误差。线在低频条件下是

7、按照国家标准GB/T3655基金项目：国家自然科学基金项目（50477021）—2000《用爱泼斯坦方圈测量电工钢片（带）[5]ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundation磁性能的方法》中所规定的方法测量出来ofChina(50477021）的，中频条件下的测试则参照GB10129—88[6]《电工钢片（带）中频磁性能测量方法》。字功率分析仪测量各个量。为了考察不同频（以下统称《标准》）但在变频高速电机中，率条件对硅钢片损耗的影响，选取了牌号

8、为频率是变化的，直接通过测试的方法得到其DW310—35的试样，分别在不同频率条件铁耗值是非常困难的，因此必须要找到一个下测损耗值，所得的数据如图2所示。准确的铁耗计算公式。本文介绍了Bertotti铁耗分立计算模型，再以之为研究对象，通过回归分析准确计算出了其中的未知参数。2正弦波供电条件下硅钢片损耗的计算按照Bertottti铁耗分立计算模型，不考虑集肤效应时，铁芯损耗可以用下式表达：图1硅钢片损耗测试原理图P=P+P+PFig.1Schematicofmeasuremento