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永磁電機的鐵損和銅損

2024-11-29 08:31:42 

永磁電機的能量損失可分為電能損失、磁能損失及機械損失三大類,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)的電機設(shè)備中,因?qū)Т朋w受到變動磁場的影響,在鐵芯中損耗的部分能量。損耗的能量會以熱的方式散失,有時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)通過鐵芯的磁場改變時,鐵芯材料的磁化強度會變化,因為磁疇壁的移動,造成其中微小磁疇的膨脹及收縮。不過磁疇壁在移動時,會受到晶體缺陷的影響而卡住,最后磁疇壁仍會移動,但是會發(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,因為電磁感應(yīng),磁場的變化會感應(yīng)在導(dǎo)體內(nèi)循環(huán)的電流,稱為渦電流。渦電流和磁場垂直。渦電流的能量會因為鐵芯材料的電阻而發(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為頻率而加大。

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磁磁通,即便在空載時也一樣。轉(zhuǎn)子鐵損在永磁同步電機中需要分結(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,因材質(zhì)阻抗所引起的電能傳輸損失。在永磁電機中,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,電流通過時就會產(chǎn)生電能損耗。

影響永磁電機銅損的主要因素包括:

電機負(fù)載:電機負(fù)載增加,電機電流也將相應(yīng)增加,導(dǎo)致銅損增加。

電機轉(zhuǎn)速:在相同電流下,轉(zhuǎn)速越高,電機繞組中的銅導(dǎo)體受熱越厲害,銅損也越大。

電機溫度:當(dāng)電機溫度升高到一定程度時,銅導(dǎo)體的電阻將會增大,從而導(dǎo)致電機電流減小,銅損也將減小。但需注意,過高的溫度對電機運行是不利的。

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