开关磁阻电机磁通波形与铁耗计算方法探讨

"本文主要探讨了开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)的磁通波形分析及铁耗计算方法。作者通过分析得到电机各部分的平均磁通数学表达式，并利用傅里叶级数分解非正弦磁密波形，将其转化为一系列正弦波形。针对磁滞损耗，文中提出了考虑小滞环效应的磁滞损耗计算模型。对于涡流损耗，除了传统的正弦磁通波形计算公式外，还引入了涡流损耗修正因子。此外，文章通过计算一个6/4结构的开关磁阻电机的铁耗并与有限元法的结果对比，验证了所提方法的准确性。关键词包括开关磁阻电机、磁通波形和铁心损耗。" 开关磁阻电机是一种特殊的电动机，其工作原理基于磁阻效应，即磁通倾向于通过磁阻小的路径。在电机运行过程中，磁通波形对电机性能有着直接影响，特别是对效率和损耗的计算至关重要。本研究中，作者首先对SRM的磁通波形进行了深入分析，得到了电机定子和转子等不同部分的平均磁通表达式。这些表达式有助于理解磁通在电机内部的变化情况。 傅里叶级数分解是处理非周期信号的一种常见方法，文中使用这种方法将非正弦的磁密波形分解为一系列不同频率的正弦波。这样的转化有利于简化计算，因为正弦波的磁滞和涡流损耗更容易计算。磁滞损耗与材料的磁化历史有关，考虑到小滞环效应，可以更准确地评估这种损耗，特别是在高频变化的磁通环境下。 涡流损耗则是由于电磁场在导体中引起电流产生的损耗。通常，涡流损耗的计算基于正弦磁通波形，但实际波形可能并非完美正弦。因此，作者引入了涡流损耗修正因子，以适应非正弦磁通波形导致的额外损耗。 文章中，作者选择了一个具体的6/4结构的开关磁阻电机进行铁耗计算，并将计算结果与有限元法模拟的结果进行比较，以此验证提出的计算方法的精确性。有限元法是一种数值分析工具，常用于解决复杂的电磁场问题，其结果通常被视为较为准确的参考。 该研究提供了一种实用且有效的开关磁阻电机铁耗计算方法，不仅考虑了磁通波形的非正弦特性，还对磁滞和涡流损耗进行了细致处理，对于理解和优化开关磁阻电机的性能具有重要意义。