基于江善林博士论文的高速电机铁耗计算方法

"本文档主要介绍了变系数铁耗计算方法，特别是针对高速电机的铁耗分析。作者基于江善林博士的博士论文，提出了一个完整的计算模型，考虑了硅钢片的集肤效应、各次谐波以及旋转磁化等因素。文档内容包括计算公式的详细阐述，以及如何使用Excel或MathCAD进行计算的建议。" 在高速电机的设计和分析中，准确计算铁损耗是至关重要的，因为这部分损耗直接影响电机的效率和温升。传统的方法是利用Maxwell软件自带的铁耗计算公式，只需输入材料的BH曲线和关键参数即可得到损耗系数。然而，这种方法并未充分考虑实际工况中的复杂因素。 江善林博士的铁耗计算方法更进一步，考虑了以下几个关键点： 1. **集肤效应**：由于电流在硅钢片内部传播时，高频下会集中在表面附近，导致涡流损耗随频率增加而变化。这种方法考虑了这一效应，能更精确地计算不同频率下的涡流损耗系数。 2. **各次谐波**：电机运行时，磁通并非理想的正弦波，而是包含一系列谐波。因此，铁耗应考虑所有谐波的影响，通过将不规则椭圆形磁场转化为一系列椭圆形谐波磁场来处理。 3. **旋转磁化**：在实际电机中，磁化往往是旋转的，而不是简单的交变。通过两个正交的交变磁化来近似等效旋转磁化，可以更准确地计算铁耗。 计算公式中，铁耗由各个单元的损耗相加得到，其中涉及到单元的质量、谐波次数、椭圆形谐波磁场的长轴和短轴等参数。对于特定的硅钢片材料，如b20at1500，需要知道其厚度、电导率、密度和平均磁导率等物理属性，以计算不同频率下的涡流损耗系数。 为了得到准确的损耗系数，作者建议使用Excel或MathCAD等工具，结合厂家提供的BP曲线，利用最小二乘法来拟合并计算涡流损耗、磁滞损耗和附加损耗的系数。需要注意的是，在计算过程中，不同频率的涡流损耗系数需分别带入，以获得与实际工况相符的结果。 通过这种方法，设计者能够得到更精确的高速电机铁耗模型，从而优化电机设计，提高效率并控制温升。对于那些希望深入了解电机铁耗计算的专业人士来说，这是一种有价值的原创方法。