永磁電機(jī)的鐵損和銅損
永磁電機(jī)的能量損失可分為電能損失、磁能損失及機(jī)械損失三大類,其中電能損失包括電壓降損和銅損,磁能損失主要為鐵損。
一、鐵損
鐵損,是指在有導(dǎo)磁體(鐵芯)的電機(jī)設(shè)備中,因?qū)Т朋w受到變動(dòng)磁場(chǎng)的影響,在鐵芯中損耗的部分能量。損耗的能量會(huì)以熱的方式散失,有時(shí)則是以噪音的方式散失。鐵損可分為磁滯損、渦流損及異常損三種。
磁滯損:當(dāng)通過鐵芯的磁場(chǎng)改變時(shí),鐵芯材料的磁化強(qiáng)度會(huì)變化,因?yàn)榇女牨诘囊苿?dòng),造成其中微小磁疇的膨脹及收縮。不過磁疇壁在移動(dòng)時(shí),會(huì)受到晶體缺陷的影響而卡住,最后磁疇壁仍會(huì)移動(dòng),但是會(huì)發(fā)熱,即為磁滯損。磁滯損與頻率成正比。
渦流損:若鐵芯為導(dǎo)體,因?yàn)殡姶鸥袘?yīng),磁場(chǎng)的變化會(huì)感應(yīng)在導(dǎo)體內(nèi)循環(huán)的電流,稱為渦電流。渦電流和磁場(chǎng)垂直。渦電流的能量會(huì)因?yàn)殍F芯材料的電阻而發(fā)熱耗散,渦流損和電流循環(huán)面積的大小成正比,和材料的電阻率有關(guān)。渦流損與頻率平方成正比。
異常損:包括磁滯損及渦流損以外的損失,也可以描述成磁滯圈因?yàn)轭l率而加大。
此外,鐵損還可以分為定子鐵損和轉(zhuǎn)子鐵損。定子鐵損主要來源于勵(lì)磁磁通,即便在空載時(shí)也一樣。轉(zhuǎn)子鐵損在永磁同步電機(jī)中需要分結(jié)構(gòu)討論,硅鋼片結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵損主要為永磁體渦流損耗,而實(shí)心轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵損包括轉(zhuǎn)子磁極渦流損耗和永磁體渦流損耗。
二、銅損
銅損是電氣損失的一種,指電流通過導(dǎo)電材質(zhì)時(shí),因材質(zhì)阻抗所引起的電能傳輸損失。在永磁電機(jī)中,銅損主要包括定子繞組的電能損耗和轉(zhuǎn)子繞組的電能損耗。由于定、轉(zhuǎn)子繞組中存在著電阻,電流通過時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電能損耗。
影響永磁電機(jī)銅損的主要因素包括:
電機(jī)負(fù)載:電機(jī)負(fù)載增加,電機(jī)電流也將相應(yīng)增加,導(dǎo)致銅損增加。
電機(jī)轉(zhuǎn)速:在相同電流下,轉(zhuǎn)速越高,電機(jī)繞組中的銅導(dǎo)體受熱越厲害,銅損也越大。
電機(jī)溫度:當(dāng)電機(jī)溫度升高到一定程度時(shí),銅導(dǎo)體的電阻將會(huì)增大,從而導(dǎo)致電機(jī)電流減小,銅損也將減小。但需注意,過高的溫度對(duì)電機(jī)運(yùn)行是不利的。
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