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车用电机定子铁芯损耗的分析与计算王淑旺;朱标龙;田旭;刘马林;江曼【摘要】定子铁芯损耗是车用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的主要损耗之一,对其深入分析与计算,可为电机的效率提升和散热优化指明方向.文章运用Ansoft Maxwell软件对工作在25 kW、3 000 r/min和25 kW、7 200 r/min 2种工况下的电机进行了电磁场仿真,比较分析了与定子铁芯损耗关系密切的磁密变化.根据分析结果,提出了一种考虑旋转磁化、局部磁滞回线和谐波涡流的损耗计算模型,并用该模型计算了2种工况下的定子铁芯总损耗.对工作在相应工况下的电机进行试验,结果表明计算值与试验值相比误差均在8％之内.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(039)010【总页数】5页(P1311-1315)【关键词】永磁同步电机(PMSM);Ansoft Maxwell软件;定子铁芯损耗;磁密分析;损耗计算模型【作者】王淑旺;朱标龙;田旭;刘马林;江曼【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;安徽巨一自动化装备有限公司,安徽合肥230001;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)广泛应用于电动汽车[1]驱动系统,效率及散热性能是电机的重要评价指标。
电机工作时,产生的复杂损耗不仅影响电机效率,也会导致电机温度升高。
为了准确评估电机效率和预测电机最大温升,需要对其损耗进行分析与计算。
车用电机定子铁芯损耗的计算一直是电机损耗研究的一个难点。
工作状态下PMSM的定子铁芯中同时存在交变和旋转2种磁化方式。
电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量电机定子铁心通常是由无取向电工硅钢片叠压制成,由于电工硅钢片具有明显的各向异性,所以在电机实际工作中定子铁心不但被交变磁场磁化,也被旋转磁场磁化,并且由旋转磁场引起的铁心旋转损耗远远大于由交变磁场引起的交变损耗。
因此,准确计算和测量旋转磁化下电机定子铁心旋转损耗是研发高效电机的重要前提。
本文在电工钢片二维旋转磁特性测量的基础上研究了传统Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程计算铁耗的方法,提出了考虑椭圆形旋转磁化的Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程,并对实验室现有的铁心局部损耗测量装置进行了改进,提高了测量精度。
运用改进后的局部损耗测量装置对一台感应电机定子铁心模型的局部损耗进行了实验测试,验证了两种改进模型的有效性,为进一步开展电机降耗措施研究和高效电机研发等工作奠定了理论和实验基础。
本文主要完成了以下工作:首先,在运用二维旋转磁特性测量系统对无取向电工钢片损耗测量的基础上,对经典的Bertotti损耗三项式模型以及传统的斯坦梅兹方程计算铁耗的方法进行了分析,讨论了这两种传统损耗模型在计算铁心旋转损耗时存在的误差以及产生误差的原因,提出了通过引入随旋转磁化椭圆角度和轴比而变化的系数来提高两种传统损耗模型计算精度的方法,并推导了模型参数的计算方法,进而提出了两种改进模型。
其次,对实验室现有铁心局部损耗测量系统进行了改进,为了提高局部损耗测量准确性,采用一个高精度的霍尔元件代替系统中原有的双H线圈,使原有的B-H矢量传感器探头的体积有了明显减小,更便于铁心局部损耗的测量。
然后,为了验证本文提出的两种损耗改进模型的有效性,制作了一台三相感应电机模型,搭建了三相感应电机局部损耗测量硬件系统,并运用虚拟仪器以及LabVIEW编程技术编写了局部损耗测量的软件程序,实现电机定子铁心旋转损耗分布可视化测量。
最后,在对三相感应电机铁心局部损耗测量的基础上,在定子上选取了若干特征点,将实际测量值与传统模型和改进模型的计算值进行对比分析,验证了改进模型能更为有效地计算旋转磁化损耗。
异步电动机额定电压点附近铁损耗的曲线拟合郑首印;白连平;张巧杰;任永祥;郑应伟【摘要】电压的波动对电动机铁损耗影响较大.国标GB/T 1032-2005中给出电动机铁损耗与电压平方比成正比的关系,实验结果表明其误差较大.本文对此做了大量的实验,在额定电压附近利用实测数据对铁损耗与电压的关系进行曲线拟合,得到了一种误差较小的测试铁损耗的方法.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】3页(P27-28,39)【关键词】三相异步电动机;电动机铁损耗;电压波动;铁损耗分析【作者】郑首印;白连平;张巧杰;任永祥;郑应伟【作者单位】北京信息科技大学,北京 100192;北京信息科技大学,北京 100192;北京信息科技大学,北京 100192;华北油田管理局节能监测站,河北任丘 062550;华北油田管理局节能监测站,河北任丘 062550【正文语种】中文电动机的效率是衡量电动机节能效果的最直观标准。
电动机效率越低其能源浪费就越严重。
电动机铁损耗作为电机五大损耗之一，铁损耗偏高会造成定子温度升高和电动机效率下降，因此准确测量铁损耗对分析电动机效率有很重要的参考依据。
电动机铁损耗对电压波动特别敏感。
在测试电动机参数时，电压的波动会对电动机铁损耗造成较大的影响。
国标GB/T 1032—2005中给出铁损耗与电压平方成正比关系的定义。
但经过多组实验数据表明其误差较大，因此在额定电压附近利用实测数据对铁损耗与电压的关系进行曲线拟合很有必要。
1 国标值与实测值的误差1.1 测试方法根据文献[1]中铁损耗PFe和风摩耗Pfw的确定，空载输入功率P0是电动机空载运行时的总损耗。
由P0减去测试温度下的定子绕组 I2R损耗，得到铁耗PFe和风摩耗 Pfw 之和P′0。
式中，P0、I0、R0都是测试数据。
P0为空载输入功率，单位为瓦特（W）；I0为空载电流，电流为安培（A）；R0为空载试验温度下端电阻的平均值，单位为欧姆（Ω）。
考虑到最近很多人在问这个问题，因此专门整理出来，供新手参考。
先谈一下什么情况下需要做铁耗分析。
对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。
因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。
注意，B-P 曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。
设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。
此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。
后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。
再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。
对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。
以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。
现以永磁电机为例，具体阐述。
对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。
注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。
简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。
后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。
最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。
以上方法，适用于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并适用于所有电机种类。
一、MAXWELL分析磁场时，电气设备或电气元件（无论是电机还是变压器）主要包括两个部分，一个是励磁线圈，另外一个是磁性材料。
tdk pc95磁芯损耗拟合参数英文版TDK PC95 Core Loss Fitting ParametersIn the field of electronics, magnetic cores play a crucial role in various components, such as transformers and inductors. Among them, TDK PC95 is a widely used magnetic material due to its excellent magnetic properties. Understanding and modeling the core loss characteristics of TDK PC95 is essential for accurate performance prediction and design optimization.1. IntroductionTDK PC95, a popular magnetic material, exhibits complex loss characteristics that depend on various parameters such as frequency, temperature, and flux density. Accurate modeling of these losses is critical for electrical engineering applications. This article aims to explore the fitting parameters for the core loss of TDK PC95, enabling a more precise understanding of its behavior.2. Core Loss MechanismsCore losses in magnetic materials arise due to two main mechanisms: hysteresis loss and eddy current loss. Hysteresis loss occurs because of the delay in magnetization and demagnetization within the material. Eddy current loss, on the other hand, results from the flow of induced currents within the material. Both these losses contribute to the overall core loss and depend on various factors such as frequency, flux density, and temperature.3. Fitting Parameters for TDK PC95To accurately model the core loss of TDK PC95, it is necessary to consider the following fitting parameters: Hysteresis Loss Coefficient (kh): This coefficient represents the proportion of hysteresis loss to the total core loss. It depends on the material properties and is typically obtained through experiments or manufacturer's specifications.Eddy Current Loss Coefficient (ke): Similar to the hysteresis loss coefficient, the eddy current loss coefficient represents theproportion of eddy current loss to the total core loss. This coefficient is also influenced by the material's conductivity and geometry.Temperature Coefficient (kt): Temperature plays a significant role in determining the core loss. The temperature coefficient represents the rate at which the core loss changes with temperature.Flux Density Coefficient (kb): The flux density coefficient accounts for the variation in core loss with flux density. It helps to capture the nonlinear behavior of magnetic materials.By properly fitting these parameters, it is possible to develop an accurate model for predicting the core loss of TDK PC95 under various conditions.4. ConclusionUnderstanding and fitting the parameters for the core loss of TDK PC95 is crucial for electrical engineering applications. By considering factors such as hysteresis loss, eddy current loss, temperature, and flux density, it is possible to develop a precisemodel for predicting the performance of this magnetic material. This knowledge enables engineers to design more efficient and reliable electronic components utilizing TDK PC95.中文版TDK PC95磁芯损耗拟合参数在电子领域，磁芯在变压器、电感器等组件中起着至关重要的作用。
电机的机械损耗曲线电机作为各类机械设备的动力源，其性能直接影响着整个设备系统的运行效率。
在电机运行过程中，机械损耗是一个不可忽视的环节。
为了更好地了解电机机械损耗，研究人员绘制了电机机械损耗曲线，以便于分析和研究电机损耗的规律。
一、电机机械损耗的定义与分类电机机械损耗是指电机在运行过程中，由于轴承、铁心、线圈等部件的摩擦和电磁力作用而产生的能量损耗。
根据损耗产生的原因，电机机械损耗可分为以下几类：1.轴承损耗：轴承在运转过程中，润滑油膜的剪切作用产生的能量损耗。
2.铁心损耗：电机铁心在交变磁场中产生的磁滞和涡流损耗。
3.线圈损耗：线圈在通过电流时，由于电阻产生的热量损耗。
二、电机机械损耗曲线的影响因素电机机械损耗曲线反映了电机在不同负荷、转速和温度等工况下的损耗变化规律。
影响电机机械损耗曲线的主要因素有：1.负荷：电机负荷增加，机械损耗也会相应增大。
2.转速：电机转速升高，轴承和线圈的损耗会增加，但铁心损耗会降低。
3.温度：电机温度升高，各部件的损耗都会增加。
三、电机机械损耗曲线的应用电机机械损耗曲线在电机设计、运行维护和节能改造等方面具有广泛的应用：1.电机设计：根据损耗曲线，优化电机结构，降低机械损耗。
2.运行维护：通过监测电机损耗曲线，发现异常情况，及时进行维修保养。
3.节能改造：根据损耗曲线，找出节能潜力，实施相应的改造措施。
四、降低电机机械损耗的策略1.优化电机设计：采用新型材料、改进结构设计，降低机械损耗。
2.合理选型：根据实际工况，选择适合的电机型号，降低机械损耗。
3.高效运行：合理调整电机转速和负荷，使其运行在高效区间。
4.节能设备：采用变频器、软起动器等节能设备，降低电机启动和运行过程中的机械损耗。
五、结论电机机械损耗曲线是分析和研究电机损耗规律的重要工具，通过对损耗曲线的研究，可以更好地了解电机在不同工况下的运行状态，为电机的设计、运行维护和节能改造提供科学依据。
铁心损耗曲线全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：铁心损耗曲线是电气设备中一个重要的物理特性，它描述了铁心材料在不同磁场强度下的磁滞损耗和涡流损耗随频率的变化关系。
铁心损耗曲线的研究对于提高电气设备的效率和性能具有重要意义。
一、铁心损耗的基本原理铁心损耗是电磁铁心在交变磁通作用下所产生的能量损耗，主要包括两个部分：磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗是由于铁心在交变磁场中，磁性材料不完全磁化或者磁化方向改变造成的能量损失；涡流损耗是因为交变磁场引起铁心中感应电流产生涡流，从而引起的能量损耗。
二、铁心损耗曲线的特点铁心损耗曲线是描述铁心损耗随频率变化的图表，通常以铁心损耗P与磁通密度B及频率f的关系来表示。
铁心损耗曲线一般呈现出以下几个特点：1. 频率越高，损耗越大：随着频率的增加，涡流损耗在总损耗中所占比例逐渐增加，导致总损耗不断增加。
2. 磁通密度增大，损耗增加：在一定频率下，随着磁通密度的增加，铁心损耗也逐渐增大。
这是由于当磁通密度增大时，涡流损耗也会增加。
3. 饱和效应：当磁通密度达到一定数值时，铁心损耗曲线会出现饱和效应，继续增加磁通密度不会导致损耗继续增加。
4. 峰值频率：在铁心损耗曲线上，存在一个频率使得铁心损耗达到最大值，这个频率被称为峰值频率。
铁心损耗曲线是电气设备设计和工程应用中一个重要的参考指标，其应用包括：1. 电机和变压器设计：通过分析铁心损耗曲线，可以选择合适的铁心材料和设计合适的工作频率，以降低设备的损耗，提高效率。
2. 电力系统优化：在电网规划和运营中，铁心损耗曲线的研究可以帮助优化系统结构和稳定性，提高电网的运行效率。
3. 材料研究：铁心损耗曲线也可以用于评估不同铁心材料的性能，指导材料研究和开发。
四、展望随着电气设备的不断发展和智能化，铁心损耗曲线的研究仍具有重要意义。
未来，我们可以通过更精确的模拟和实验方法，进一步深入理解铁心损耗的特性，并开发新的铁心材料和设计方法，以满足日益复杂和高效的电气设备需求。
电机的机械损耗曲线
摘要：
一、电机机械损耗曲线概述
二、电机机械损耗曲线的影响因素
三、电机机械损耗曲线的应用
正文：
一、电机机械损耗曲线概述
电机机械损耗曲线是描述电机在运行过程中，机械损耗与电流之间的关系曲线。
电机机械损耗主要包括线圈电阻损耗、铁心磁化损耗和轴承摩擦损耗等，这些损耗都会导致电机效率降低，影响电机的性能和寿命。
因此，研究电机机械损耗曲线对于优化电机设计和提高电机运行效率具有重要意义。
二、电机机械损耗曲线的影响因素
1.线圈电阻损耗：线圈电阻损耗与电流的平方成正比，因此，减小线圈电阻可以有效降低线圈电阻损耗。
2.铁心磁化损耗：铁心磁化损耗与磁通密度的平方成正比，磁通密度又与电流成正比。
因此，在设计电机时，选择合适的磁性材料和合理的磁路结构，可以降低铁心磁化损耗。
3.轴承摩擦损耗：轴承摩擦损耗与负载和转速成正比。
在运行过程中，通过合理的负载分配和转速控制，可以降低轴承摩擦损耗。
三、电机机械损耗曲线的应用
1.优化电机设计：通过分析电机机械损耗曲线，可以发现电机在不同工况
下的损耗特点，为优化电机设计提供依据。
2.提高电机运行效率：根据电机机械损耗曲线，可以采取相应的措施，如调整负载、转速等，以降低电机运行过程中的机械损耗，提高电机运行效率。
3.预测电机寿命：电机机械损耗曲线可以用于预测电机的寿命，对于保证电机安全可靠运行具有重要意义。
总之，电机机械损耗曲线对于电机的设计、运行和维护都具有重要参考价值。
铁心损耗曲线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下内容：铁心损耗是电力设备中一个重要的概念，它涉及到电力设备的工作效率和能源消耗。
铁心是电力设备中常用的部件，其主要作用是集中和导向磁场，在电力变换和传输过程中发挥重要的作用。
然而，由于铁心材料的特性和工作环境的影响，铁心在工作过程中会产生一定的损耗。
铁心损耗可以简单理解为铁心在磁场作用下产生的能量损失。
它包括两个主要方面的损耗：磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗是由于铁心材料的磁化过程中存在磁滞现象所导致的能量损失，它与磁场的频率和磁化过程有关。
涡流损耗是由于铁心中存在的涡流引起的能量损失，它与铁心的导电性和磁场的频率有关。
铁心损耗对电力设备的性能和效率有着重要影响。
一方面，铁心损耗会导致电力设备的能量转换效率降低，使得设备的能耗增加。
另一方面，铁心损耗还会引起电力设备的发热问题，导致设备的温升过高，进而影响设备的可靠性和寿命。
对于铁心损耗的研究和分析，铁心损耗曲线是一个重要的工具。
铁心损耗曲线描述了铁心损耗随磁场频率的变化关系，通过对曲线的分析，可以得到铁心的损耗特性和工作环境对损耗的影响规律。
这对于电力设备的设计和优化具有重要意义。
本文将对铁心损耗的概念、原因以及铁心损耗曲线的形态进行详细阐述。
同时，还将探讨铁心损耗的影响因素、曲线的应用价值以及未来的研究方向。
希望通过本文的研究，能够对铁心损耗的理解和应用提供一定的参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将概述铁心损耗曲线的研究背景和意义，并介绍本文的目的。
在正文部分，将详细探讨铁心损耗的定义、原因以及铁心损耗曲线的形态。
最后，在结论部分将总结铁心损耗的影响因素，并探讨铁心损耗曲线的应用价值，并展望未来研究方向。
通过以上结构，本文将全面介绍和分析铁心损耗曲线的相关内容，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和指导。
116科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald概述随着电机功率的提高,从电磁设计到机械加工,都具有很高的难度,众所周知,随着电机容量的增大,电磁负荷增加,电机的发热及冷却成为电机设计最为关心的问题。
电机发热主要由铁芯产生的热量和绕组产生的热量。
1 铁心损耗的计算原理铁耗是由交变磁场在铁心内产生的。
目前工程上普遍采用的是由Bertotti等人首先提出的铁心损耗分离理论,它根据铁磁材料在交变磁场作用下产生损耗发热的机理不同,进而进行分离后分别考虑,最后叠加求得铁磁材料总损耗。
因此,对导磁又导电的材料,根据 Bertotti铁耗分离理论,铁耗一般由3部分组成,即磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗,如式(1)。
ex e h Fe P P P P (1)式中:式中,Fe P 为单位重量铁心总损耗;h P 为单位重量磁滞损耗;e P 为单位重量涡流损耗;ex P 为单位重量附加损耗。
根据Steinmetz方程,磁滞损耗和附加损耗可以统称为Steinmetz损耗,可以用式(2)表示:B f K P h h (2)式中,h K 、 和 是取决于材料性能的常数,当1 时,表示不考虑附加损耗,只考虑钢片在工频下的损耗。
在一般电机的频率范围内,磁场在钢片上可以认为均匀分布的,涡流损耗可以通过解析方法计算得到,单位重量内的涡流损耗为22)(6Bf P Fe Fee(3)式中, 为钢片的电阻率,Fe 为钢片的密度,Fe 为钢片的厚度。
由上式可知,涡流损耗系数与磁通密度、频率及材料厚度的平方成正比。
在厚度一定的情况下,2)(sfB K P e e (4)其中FeFeeK 622 (5)一般情况下,附加损耗ex P 比较小,计算中不予考虑。
因此,式(1)又可简化为2)(sfB K B f K P e h Fe (6)对电机中常用的硅钢薄板,当频率不是很高时,如工频或几百赫兹以下,铁耗可简化为:3.1250/10)50(f B P P Fe (7)式中,50/10P 为硅钢片在1T 、50Hz情况下的单位重量的铁心损耗,一般由硅钢片制造厂商提供。
交流电机铁心损耗的测定试验对于大规格电机，铁损的试验值与设计值往往会有较大有偏差，是材料问题？是铁芯制造问题？还是试验分离的问题？这是大电机制造和试验应研究的课题，特别是对于无铁芯制造能力的电机制造厂家，材料的判别很困难，只能通过一种特定的方法去甄别，并与试验结果进行对比分析，以求对电机性能有一个相对准确的判定。
在各种交流电机的试验方法中，一般都是利用空载试验来求取电机的铁心损耗，这种方法因其包含着空载杂散损耗而不能真实地反映铁心损耗的数值，给分析电机的性能造成了一些难度，本文介绍一种单独测定铁心损耗的方法。
机铁芯损耗测试原理利用一个单相励磁线圈在定子铁心轭部激励一个磁场，12P以下电机磁场的磁通密度按B=12000高斯进行激励；12P以上电机磁场的磁通密度按B=10000高斯进行激励。
定子铁心轭部在交变的磁场中将产生铁心损耗，损耗值即为输入励磁线圈回路的有功功率减去励磁线圈的铜耗，除以定子铁心轭部重量，就得出了定子铁心轭部实际单位重量损耗值。
与励磁线圈垂直90°方向上缠绕一个单相开路测量线圈，其在交变的磁场中将产生感应电动势，通过测量该电动势，可以推算出定子铁心部实际磁通密度，根据所使用硅钢片的磁损耗和磁感应幅度关系曲线，查出理论上磁通密度为10000高斯或12000高斯时所对应的硅钢片单位重量损耗。
将定子铁心辘部实际单位重量损耗值与理论上硅钢片单位重量损耗进行对比，来判断定子铁心损耗是否异常。
试验的电机铁心应为无绕组铁心。
试验设备包括绕在被试电机铁心上的绝缘励磁绕组、测量绕组及一些仪表，主要包括电压表、电流表和功率表。
励磁绕组和测量绕组一般采用引接线，可以反复使用。
励磁绕组相关参数的确定原则（1）励磁绕组的匝数N1，按式（1）计算。
式（1）中：A Fe=（L-nb v）h j KU1——试验时励磁绕组所加的电压，采用交流50Hz电源，施压220V或380V；A Fe——铁芯截面积，单位cm2；L——铁芯长度，单位cm；n——铁芯径向通风道数量（小容量的电机无此项，即n=0）；b v——铁芯径向通风道宽度（小容量的电机无此项，即b v =0），单位cm；h j——铁心轭部长度，即槽底到铁芯外缘的距离，单位cm；K——铁芯叠压系数（按照硅钢片牌号及铁芯制造工艺确定实际的叠压系数）。
铁损耗曲线的三种拟合方法比较
宗和刚;白连平;张利;申玮霓;程学斌
【期刊名称】《电机技术》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】文章介绍了三种曲线拟合的方法,对异步电动机在额定电压附近,铁损耗与电压的关系进行曲线拟合,对比三种方法的拟合效果,为曲线拟合方法的选用提供指导.
【总页数】5页(P11-14,23)
【作者】宗和刚;白连平;张利;申玮霓;程学斌
【作者单位】北京信息科技大学 100192;北京信息科技大学 100192;北京信息科技大学 100192;北京信息科技大学 100192;北京信息科技大学 100192
【正文语种】中文
【中图分类】TM306
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一、实验目的1. 了解电机铁芯损耗的基本原理和分类。
2. 掌握磁滞损耗和涡流损耗的测量方法。
3. 分析不同因素对铁芯损耗的影响。
4. 评估电机铁芯损耗对电机性能的影响。
二、实验原理电机铁芯损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗是由于铁磁材料在交变磁场中反复磁化而产生的能量损耗，涡流损耗是由于铁芯中的涡流产生的能量损耗。
三、实验仪器与设备1. 电机铁芯实验台2. 磁场发生器3. 磁通计4. 电流表5. 电压表6. 数据采集器7. 计算机及数据软件四、实验步骤1. 准备阶段- 将电机铁芯实验台安装好，连接好相关仪器。
- 检查仪器是否正常工作。
2. 实验阶段- 设置磁场发生器的频率和强度，使铁芯处于交变磁场中。
- 使用磁通计测量磁通量，使用电流表和电压表测量电流和电压。
- 使用数据采集器实时记录实验数据。
3. 数据分析- 计算磁滞损耗和涡流损耗。
- 分析不同因素对铁芯损耗的影响。
4. 实验结果- 根据实验数据，绘制磁滞损耗和涡流损耗随频率和磁通密度的变化曲线。
- 分析实验结果，得出结论。
五、实验结果与分析1. 磁滞损耗- 随着频率的增加，磁滞损耗先增大后减小，在某一频率下达到最大值。
- 磁滞损耗与磁通密度呈线性关系。
2. 涡流损耗- 随着频率的增加，涡流损耗先增大后减小，在某一频率下达到最大值。
- 涡流损耗与磁通密度呈非线性关系。
3. 不同因素对铁芯损耗的影响- 磁通密度：磁通密度越大，磁滞损耗和涡流损耗越大。
- 频率：频率对磁滞损耗和涡流损耗的影响不同，频率越高，磁滞损耗越大，涡流损耗越小。
六、结论1. 电机铁芯损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗。
2. 磁滞损耗和涡流损耗随频率和磁通密度的变化而变化。
3. 磁通密度和频率对铁芯损耗有显著影响。
七、实验总结本次实验通过对电机铁芯损耗的测量和分析，加深了对电机铁芯损耗原理和影响因素的理解。
实验结果表明，磁通密度和频率对铁芯损耗有显著影响，因此在电机设计和制造过程中，应尽量降低磁通密度和频率，以减小铁芯损耗，提高电机效率。
考虑到最近很多人在问这个问题，因此专门整理出来，供新手参考。
先谈一下什么情况下需要做铁耗分析。
对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。
因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。
注意，B-P 曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。
设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。
此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。
后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。
再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。
对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。
以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。
现以永磁电机为例，具体阐述。
对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。
注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。
简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。
后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。
最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement 网格剖分才行。
以上方法，适用于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并适用于所有电机种类。
一、MAXWELL分析磁场时，电气设备或电气元件（无论是电机还是变压器）主要包括两个部分，一个是励磁线圈，另外一个是磁性材料。
