高速电机的谐波电路模型与铁耗分析

"高速电机电路模型和铁耗的分析与计算" 这篇硕士学位论文主要研究了高速电机，特别是高速变频异步电动机和永磁无刷直流电动机的电路模型和铁耗计算，针对电力电子技术在高速传动领域的广泛应用背景。作者李鲲鹏在导师胡虔生的指导下，进行了以下几方面的研究： 1. 谐波分析法建立变频异步电机模型：论文首先详细分析了电源谐波电压，这是由于变频器供电的电机在实际运行中会受到谐波影响。通过谐波分析法，作者构建了一个考虑集肤效应的变频异步电机谐波等效电路模型，这对于理解谐波对电机性能的影响至关重要。同时，论文探讨了如何通过改进设计来提高电机的效率和功率因数。 2. 永磁无刷直流电机电路模型：论文从电机的基本磁链方程出发，建立了永磁无刷直流电机的电路方程，并特别关注了两相导通三相六状态星形方波永磁无刷直流电动机。通过对不同运行模式的深入分析，建立了相应的等效电路模型，为解决换相时间计算、电枢电阻与绕组直流电阻的关系以及电机工作特性的非线性问题提供了理论基础。 3. 铁耗分析与计算：论文以Bertotti模型为起点，分析了交变磁场波形对铁耗的影响，对比了不同磁场波形下的铁耗计算模型。通过谐波分析法，建立了适用于任意磁场波形的铁耗计算模型，尤其关注了电压型SPWM变频器供电的异步电动机的损耗计算，揭示了变频器参数与谐波损耗的定量关系。 4. 电机设计方法：论文全面讨论了永磁无刷直流电动机的设计过程，包括电机总体方案选择、材料选择、磁路结构和绕组结构设计。作者提出了一套综合电机设计程序，并结合等效磁路法和电磁场法，建立了磁场求解模型，分析了电枢反应的特性，为不同绕组结构和电路结构下的电枢反电动势提供了推导。 这些研究对于理解和优化高速电机的性能，特别是在变频驱动系统中的表现，提供了重要的理论支持和计算工具。通过这样的模型和计算，工程师可以更好地设计和调整电机，以达到更高的效率和更稳定的运行状态。