稀土永磁同步电机之损耗分析计算

    永磁同步电动机稳态运行时的损耗包括下列四项。

3 . 3 . 1定子绕组电阻损耗

电阻损耗Pc ( W）可按常规公式计算。

3 . 3 . 2铁心损耗

永磁同步电动机的铁耗p 、不仅与电动机所采用的硅钢片材料有关，而且随电动机的工作温度、负载大小的改变而变化。这是因为电动机温度和负载的变化导致电动机中永磁体工作点改变，定子齿、扼部磁密也随之变化，从而影响到电动机的铁耗。工作温度越高，负载越大，定子齿、扼部的磁密越小，电动机的铁耗就越小。

永磁同步电动机铁耗的准确计算非常困难。这是因为永磁同步电动机定子齿、扼磁密饱和严重，且磁通谐波含量非常丰富的缘故。工程上常采用与感应电动机铁耗计算类似的公式，然后根据实验值进行修正。永磁同步电动机在某负载下运行时，从相量图中可求出其气隙基波合成电动势（V )。

由不难求出定子齿、扼磁密，进而求出电动机的铁耗。图6 -12即为用上述方法求出的某台稀土水磁同步电动机的铁耗随输出功率变化的曲线。

3.3.3机械损耗

永磁同步电动机的机械损耗与其他电机一样，与所采用的轴承、润滑剂、冷却风扇和电动机的装配质量等有关，其机械损耗可根据实测值或参考其他电机机械损耗的计算方法计算

3. 3. 4杂散损耗

永磁同步电动机杂散损耗p，目前还没有一个准确实用的计算公式，一般均根据具体情况和经验取定。

随着负载的增加，电动机电流随之增大，杂散损耗近似随电流的平方关系增大。当定子相电流为I时电动机的杂散损耗（W）可用下式近似计算。

4永磁同步电动机磁路分析与计算

4.1磁路计算特点

进行永磁同步电动机磁路计算时，可采用通常的电机磁路的磁位差计算方法。但由于永磁同步电动机中永磁体的存在，进行磁路分析计算应注意其特点。

永磁同步电动机的空载气隙磁密波形如图6-13 所示。图6-14为某台异步起动水磁同步电动机的实测气隙磁密波形。由图可知，水磁同步电动机的空载气隙磁密波形基本上为一平顶波．与感应电动机的气隙磁密波形相差较大，而与直流电机的空载气隙磁密波形相似．磁路计算时，永磁同步电动机的空载气隙磁密波形可近似简化为图6-15所示的矩形波一计算极弧宽度内磁密幅值为B，而极间磁密为零。

4.1.1计算极弧系数

永磁同步电动机转子磁路结构形式不同，其极弧系数a，和计算极弧系数a的计算公式也不同。对采用图6一4b 、 c和图6-6 。转子磁路结构的永磁同步电动机，经电磁场计算和气隙磁密波形分析，存在下列关系：为使电动机的极弧系数更为合理，可通过调节上述结构中每个永磁体磁极所跨的转子槽数来调整极弧系数，比如，令所跨的转子槽数为，则式（6一21）中的极弧系数变为。永磁磁极直接面向空气隙的表面式磁路结构（图6一3 )，其外的计算公式为。

4 .1 .2气隙磁场波形系数

如图6一15所示，经傅里叶级数分解后，可得永磁同步电动机空载气隙磁密基波幅值（T )。

因此，永磁同步电动机的空载气隙磁密波形系数。由式（6一31）可以看出，价的大小影响气隙基波磁通与气隙总磁通的比值，即影响永磁材料的利用率。另外，乌的大小还影响气隙中谐波的大小。设计中选定马时应综合考虑永磁体的合理利用、谐波抑制和电动机性能的需要。

4.1 .3磁位差计算

计算永磁同步电动机的磁路磁位差时，可采用其他电机常用的方法．但由于永磁同步电动机的极弧系数一般较大，计算气隙和齿部滋位差时应该用B 。而不是用B , l；计算电机扼部磁位差时也应该用扼部铁心的有效总磁通仇而不是用基波磁通。对于水磁磁极直接面向空气隙的表面式磁路结构，计算气隙系数和电枢计算长度时需要用电磁场数值计算求出，或参照第5章介绍的不带软铁极靴的计算方法，查取相应的曲线。