电机铁芯损耗曲线的拟合

铁氧体磁芯高频损耗的有效值法测量代学刚，兰中文»王豪才(电子科技大学信息材料工程学院»四川成都610054)摘要:磁芯损耗的测试方法有很多，如谐振法 ' 电桥法、功率表法等，但是这些测试方法均用在较低频率*随着功率铁氧体磁芯的使用频率越來越高，逬一步硏究高频下的磁芯损耗测量方法成为必要。

m 了国际电工委员会(1EC)发布的有效值法的原理，并用组成的瀏试系统进行了一些测试 > 最后对测试所得的数据进行了分析，结果表明磁芯损耗曲线与经验公式P=KBnp-p吻合。

矢键词:铁氧体;高频损耗;有效值法1高频下帙氧体逼芯的损耗介所周知，铁氣体磁芯损耗(P)是由磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)和剩余损耗(Pr)构成的。

在高频功率铁氧体的配方和工艺过程中，必须细化晶粒并使晶粒均匀完整•这样可以认为剩余损耗(Pr)为一常数;而P e和Ph与使用频率和工作磁感应强度峰-绦值Bp-p有矢•当频率一定时，磁芯功率损耗Ph+Pc«。

参考礒芯损耗公式Ph=KhfmBnp-p、Pe = KefkBlp-p (其中Kh和Ke分别是磁滞损耗系数和涡流损耗系数，巳有的经验公式认为m=l、k=2、”1=1.9〜2.9)，这样总的损耗可表示为P=KBnp-p。

那么在频率较高(大于200kHz且频率一定)时磁芯损耗是否仍然符合P=KBnp-p这种矣系呢?而其中的n值又应为多少呢?这显然是一个值得硏究的问题・2有效值法原理有效值法为国际电工委员会(IEC)推荐的高频下铁氧体磁芯损耗的測试方法之一 > 其原理见图1 •图1 中G为功率信号源;Nl、N2、N3分另！J为磁化绕组(匝数为nl)、测jfi绕组(匝数为n2)、礒通密度測邀绕组(匝数为n3)；Rl为电流取样电阻;A和B为有效值电压表;K1和K2为双刀开矢的两个状态。

磁芯中的Bp-p可由有效值表B的读数值VB nns求得・根据dBSA.II、可押I 叫式中，•咯是磁芯有效截面积。

发电机铁损计算公式
发电机铁损计算公式是指用来计算发电机铁芯损耗的数学公式。

一般情况下，发电机铁芯的损耗可以分为铁心磁通的交变磁通损耗和铁芯磁通的旋转磁通损耗两部分。

其中，交变磁通损耗与交变磁场的频率、磁感应强度和铁芯材料有关，可以用下列公式计算：P1=K1*B^2*f^2；其中，P1为铁芯的交变磁通损耗，K1为常数，B为磁感应强度，f为频率。

对于旋转磁通损耗，一般采用下列公式计算：P2=K2*V^2/f；其中，P2为铁芯的旋转磁通损耗，K2为常数，V为转子的线速度，f为频率。

综合上述两部分损耗，就可以得到发电机铁芯的总损耗。

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电机绕阻温升曲线拟合原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述：本文旨在探讨电机绕阻温升曲线拟合原理，为读者提供详细的说明和解释。

电机绕阻温升曲线是描述电机在工作过程中随着时间产生的温度变化情况的重要指标，对于电机的性能评估、监测和保护具有重要意义。

通过对该曲线进行合理的拟合和分析，可以为电机的优化设计和运行管理提供有效参考。

1.2 文章结构：本文主要分为五个部分来论述电机绕阻温升曲线拟合原理。

首先，在引言部分会介绍文章整体结构，并明确文章目的。

其次，在第二部分将详细说明电机绕组温升现象以及温升曲线拟合的概念和方法。

第三部分将通过实例分析来展示具体数据采集和处理过程，并比较常用拟合算法并讨论结果。

第四部分将探讨该技术在实际应用中的价值和未来发展方向。

最后，在结论中会总结全文内容并给出一些总体观点。

1.3 目的：本文旨在通过深入研究电机绕阻温升曲线的拟合原理，为读者提供一个详尽的介绍和解释。

通过对电机绕阻温升曲线的深入分析，可以加深对电机性能评估和保护技术的理解，并为相关领域的工程师和研究人员提供实际应用中的指导与支持。

2. 电机绕阻温升曲线拟合原理:2.1 电机绕组温升现象说明:电机在工作过程中会因为电流通过绕组而产生热量，导致绕组的温度上升。

这种温升现象对于电机的稳定性和寿命有重要影响。

2.2 温升曲线拟合概述:为了能够准确地了解电机的温度变化情况，需要通过实验或者模拟来获取其绕组温升数据。

然后需要根据这些数据进行曲线拟合，以得到一个能够描述电机绕阻温升特性的数学模型。

2.3 温升曲线拟合方法解释:为了进行温升曲线的拟合，可以采用多种数学模型和算法。

其中最常见的是使用非线性回归分析方法，如最小二乘法、高斯-牛顿法等。

这些方法可以根据所采集到的温度数据，将实际测量值与理论模型之间的差异最小化，从而找到最佳的拟合曲线。

在进行拟合时，需要选择适当的数学模型来描述电机绕阻温升特性。

常用的数学模型包括指数模型、多项式模型和幂函数模型等。

铁心损耗计算传统的铁心损耗计算，都是计算铁心重量，乘以单位铁损，然后乘以一个空载损耗工艺系数K0，就算完成了，当然这是传统计算。

问题1：大家知不知道这个空载工艺系数K0，这是一个经验系数，在姚志松等编《中小型变压器实用全书》里P221页，有K0些许数据。

牌号直径D≤125 130~200 205~36035Q220 1.5 1.4 1.335Z165 1.7 1.6 1.5热轧 1.15 1.15 1.15从上面的数据看，直径越大，K0越小，为什么？同一厚度的硅钢片，牌号越高，也就是单位铁损越低，K0越大，为什么？对于我们追求的更薄更高牌号的硅钢片，例如我用得较多的韩国的23PH095，K0该怎么取呢？频率对K0有没有影响？我提供一组数据，当然是我用的23PH095，但是我没有曲线数据，只有基本的参考数据，我单位也没有测损仪，见谅了。

1.7T/50Hz下0.92w/kg1.7T/60Hz下1.20w/kg饱和磁密1.90问题2：频率对铁损的影响，我们知道频率越高，单位铁损越大我有一个公式，不知道对么？觉得不对的发一下你的计算公式在论坛上也下载了很多牌号硅钢片的数据，如B-H曲线，铁损曲线等，但较多的是50hz和60Hz的数据，如何从这些数据里推算到其他频率的铁损数据呢？问题3：铁心损耗计算的数值办法，可能与传统的计算方法不一样铁心的损耗分为涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗，我想知道，我们用测损仪测出来的单位铁损是一个什么样的概念呢？他是涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗的和么？还是其他的...测损仪里测出来的单位损耗是顺轧方向的损耗么？其他发向的损耗怎么取值呢？，举个例子，一个硅钢片长度方向上记为x方向，即顺轧方向，宽度方向为y方向，厚度方向上z方向，对于有趋向硅钢片，三个方向各向异性，即磁导率、损耗都不同，大家知不知道，如果我们知道损扎方向的磁导率（或者是B-H曲线的线性部分）和单位铁损，如何来推知y、z 方向上的磁导率和单位铁损么？试着答复，不一定让你满意问题1：硅钢片在剪切加工过程中，周边受到剪切力，使硅钢片铁损增大。

IGBT损耗的计算步骤与方法什么是IGBT？IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）是一种高性能半导体开关，常见于大功率电子器件中，如变频器、电机驱动器等。

IGBT相对于MOSFET具有较高的电流和电压承受能力，而且相对于BJT来说，具有更低的输入电流和较高的输入电阻，因此在大功率应用中更为常见。

IGBT损耗的计算在IGBT系统中，由于电源的转换和系统中开关器件的切换，导致了电力的不可避免损耗。

IGBT损耗主要包括开关损耗和导通损耗两部分。

而在IGBT汽车应用中，由于空间限制，功率密度较高，设备大小小，自然散热能力弱，IGBT系统损耗往往成为设计的关键因素。

所以，IGBT损耗的计算是高功率电路设计的重要内容之一。

IGBT的计算主要包含以下步骤：1.确定IGBT的工作状态在IGBT电路中，由于器件的导通与截止会引起电路工作状况的不同，因此损耗的计算也应该区分导通和截止两种状态。

通常，为了保证IGBT的最大导通效率，前者工作于正常区间，而后者运行于饱和区间。

2.确定开关频率和时序在实际应用中，IGBT的开关频率不是固定的。

在开关过程中，由于开关时间和停留时间存在差异，因此开关频率和开关时序对IGBT的损耗具有很大影响。

决定损耗的因素包括IGBT的最高频率、电磁噪音、损耗曲线等。

3.计算IGBT的导通损耗导通损耗通常是由IGBT导通时由于电源的电阻而产生的热量导致的。

在计算导通损耗时，需要以实际的经验模型为基础，进行大量的电流、电压和温度的测试，得出实际损耗值。

4.计算IGBT的开关损耗在IGBT的开关过程中，由于机械运动和位移电容等因素造成的开关损耗，这部分损耗无法避免且很难直接测量。

5.损耗计算与分析以上四个步骤的计算结果，根据IGBT应用环境、工作状态和电路等因素，综合计算获得系统总损耗。

通过对得到的数据进行深入的分析和评估，可以进一步判断设计是否合理，进行优化。

Maxwell help文件为Maxwell2D/3D的瞬态求解设置铁芯损耗一、铁损定义（core loss definition）铁损的计算属性定义（Calculating Properties for Core Loss(BP Curve)要提取损耗特征的外特性（BP曲线），先在View/EditMaterial对话框中设置损耗类型（Core Loss Type）是硅钢片（Electrical Steel）还是铁氧体（Power Ferrite）。

以设置硅钢片为例。

1、点击Tools>Edit Configured Libraries>Materials.或者，在左侧project的窗口中，往下拉会有一个文件夹名为definitions，点开加号，有个materials文件夹，右击，选择Edit All Libraries.，“Edit Libraries”对话框就会出现。

2、点击Add Material，“View/Edit Material”对话框会出现。

3、在“Core Loss Type”行，有个“Value”的框，单击，会弹出下拉菜单，可以拉下选择是硅钢片（Electrical Steel）还是铁氧体（Power Ferrite）。

其他的参数出现在“Core Loss Type”行的下面，例如硅钢片的Kh,Kc,Ke,and Kdc，功率铁氧体的Cm,X,Y,and Kdc。

如果是硅钢片，对话框底部的“Calculate Properties for”下拉菜单也是可以使用的，通过它可以从外部引入制造厂商提供的铁损曲线等数据（Kh,Kc,Ke,and Kdc）确定损耗系数（Core Loss Coefficient）。

4、如果你选择的是硅钢片，按如下操作：①从对话框底部的“Calculate Properties for”下拉菜单中选择损耗系数的确定方法（永磁铁permanent magnet、单一频率的铁损core loss at one frequency、多频率的铁损core loss versus frequency）,然后会蹦出BP曲线对话框。

发电机定子铁芯损耗试验施工方案批准：初审：编制：设备管理部2015年01月14日发电机定子铁芯损耗试验方案一、施工项目简介我厂发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机，发电机采用内部氢气循环，定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组氢气内冷的冷却方式。

为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，必须进行铁芯损耗试验。

二、施工方案1、施工准备1.1物资准备1.2人员准备哈尔滨电机厂现场服务人员负责密封垫更换工作，设备管理部电气专业人员配合。

1.3机械设备准备根据现场实际情况，准备扳手、螺丝刀、热成像仪等。

2、施工方案2.1试验原理在发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取励磁磁感应强度为1～1.4 T，铁芯在交变磁通中产生涡流和磁滞损耗，铁芯发热，温度很快升高。

同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的局部涡流，温度急剧上升，从而找出过热点。

试验中用红外线测温仪测出定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线热成像仪扫描查找定子铁芯局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。

把测量、计算结果与设计要求相比较，来判断定子铁芯的制造、安装整体质量。

2.2试验接线图W1:励磁绕组W2:测量绕组A：测量绕组电流表W：测量绕组功率表V2：测量绕组电压表2.3试验标准2.3.1《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-1996），励磁磁通密度为1.4T（特斯拉）下持续时间为45min,齿的最高温升不得超过25℃,齿的最大温差不大于15℃,单位铁损不得超过该型号硅钢片的允许值(一般在1T时为2.5W/kg).2.3.2《电力设备交接和预防性试验规程》（大唐集团公司Q/CDT 107 001－2005），磁密在1T下齿的最高温升不大于25℃，齿的最大温差不大于15℃，单位损耗不大于1.3倍参考值。