【正文】 進行分析。如：AutoCAD、SAT、CATIA等文件類型。：1 額定功率 2 額定電壓 270V3 額定轉速 5300rpm4 電樞內徑 5 電樞外徑 130mm6 電樞鐵芯長 65mm7 轉子極對數(shù) 28 電樞槽型 開口梯形槽9 氣隙寬度 10 齒數(shù) 2411 定子槽口寬 2mm12 定子槽口深 13 定子槽肩寬 14 定子槽肩深 15 定子槽深 16 定子槽底寬 17 轉子保護套厚度 18 磁鋼磁化方向厚度 5mm19 磁鋼極弧系數(shù) 20 轉子鐵芯外徑 21 轉子鐵芯內徑 26mm22 轉子保護套材料 1Cr18Ni9Ti23 磁鋼材料 NSC27G24 磁軛材料 DW3103525 轉軸材料 10steel26 并聯(lián)支路數(shù) 127 每相繞組串聯(lián)匝數(shù) 1828 線徑 29 并繞根數(shù) 10(1) 打開一個新模型安裝MagNet和相應的License后，可以運行MagNet。當然這個Construction Slice可以移動到3D空間的任何地方，再作圖和生成實體。模型也可以以3D模型導入，如SAT格式的文件。3) ，模型文件所在路徑不可含有中文字體。圖35 模型基本參數(shù)設置窗口(3) 編輯和設定材料為了正確的分析電磁場和熱問題，Infolytica把所有材料的屬性設定為溫度的函數(shù)，或者溫度和頻率的函數(shù)。低頻材料庫包括了多種預定義的材料。2為用戶自定義的材料庫。圖37 BH曲線 圖38 損耗曲線轉軸材料10steel的BH曲線如圖39所示。定子鐵芯的軸向距離為65mm,材料選為DW31035，參數(shù)設置完成后，點擊“OK”，生成定子鐵芯實體，如圖312所示。 圖310 選擇部件 圖311生成實體 圖312 生成定子鐵芯實體 圖313 磁鋼生成窗口 314 電機二維模型 315 電機三維模型(4)設置線圈電機運行方式為三相六狀態(tài)，并聯(lián)支路數(shù)為1，每極每相繞組串聯(lián)匝數(shù)18，10根并繞。流入紙面流出紙面圖317 電流流向示意圖(5) 電路連接稀土永磁無刷直流電動機運動系統(tǒng)由三部分組成，電動機本體，控制器和位置傳感器。對于有運動部件的模型，比如電機的轉子，要設定“motion”特性。默認的一元邊界條件是磁力線平行于邊界。另外還可以設定直線，圓弧分段來控制網(wǎng)格數(shù)，或者設定曲率大小來控制網(wǎng)格數(shù)。 圖322 求解器選擇窗口 323 瞬態(tài)求解器參數(shù)設置窗口，仿真時間0~80mm。圖324 氣隙磁密分布波形 空載運行特性首先通過瞬態(tài)運動求解器設置“Motion”部件為“speed driven”,轉速設為31800Deg/s（5300r/m）,求解后得到三相繞組反電勢波形，如圖325所示。圖326 空載速度響應曲線 圖327 A相繞組相電壓波形 負載運行特性。文章中的轉子鐵損耗理論分析方法和轉子鐵損耗理論計算方法對于研究稀土永磁無刷直流電動機的損耗產(chǎn)生機理和損耗分布情況有著重要的意義，對于提高稀土永磁無刷直流電動機的轉子鐵損耗分析理論具有一定的參考作用。稀土永磁無刷直流電動機的轉子是發(fā)熱源，所以可以通過公式(41)來測量轉子的鐵損耗。圖41 對拖試驗分離轉子鐵損耗原理圖圖41中電動機的損耗包括定子部分的鐵耗()，銅耗()，轉子部分的鐵耗()以及機械損耗()和雜散損耗()。 (43)此損耗等于繞組電流的二次方與電阻的乘積。該儀器具有高精度、寬頻帶、多通道等優(yōu)點，％(為目前世界最高)；頻率測量范圍為：～1MHz；具備4個可同步測量的輸入單元，支持輸入輸出同步測量，可以同時測量電壓、電流、功率和諧波畸變率(THD)； ，能夠顯示各種波形。試驗方法：，空載運行，測試樣機的空載總損耗。(4)占空比100%不變升母線直流電壓至270V，由上位機給控制器發(fā)出電機轉速為5000rpm的指令，電機正轉。(2)開機前準備：系統(tǒng)電氣和機械連接檢測，控制電壓和母線電壓調至零。試驗方法：，一臺作為電動機，一臺作為發(fā)電機，發(fā)電機帶動BX837型電阻箱負載，測試對拖系統(tǒng)負載時的總損耗。(4)發(fā)開機信號，逐步增加母線電壓，電機起動，如無問題，電壓調至270V。表41 電樞冷態(tài)電阻測試結果線電阻(Ω)相電阻(Ω)ABBCACABC表42 空載試驗測試結果輸入功率母線電流電機輸入功率rpmHzWmA mAVW49834504980440498047849834694983419注：表示電機空載轉速；表示電壓頻率；表示兩表法測得的電機相電流有效值的平均值；表示兩表法測得的電機線電壓有效值的平均值。：電動機側定子部分的鐵損耗，銅耗，轉載部分的空載鐵損耗，機械損耗和雜散損耗；發(fā)電機側定子部分的鐵損耗，轉子部分的機械損耗和雜散損耗。電動機的機械損耗和雜散損耗與發(fā)電機的機械損耗和雜散損耗近似相等，它的值可以用空載對拖試驗電動機側的輸入功率與單電機空載試驗的輸入功率相減，然后減去空載對拖試驗發(fā)電機側定子部分的鐵損耗得到，其中，空載對拖試驗電動機側的輸入功率為表43電機功率的平均值，單電機空載試驗的輸入功率為表42電機功率的平均值，空載對拖試驗發(fā)電機側定子部分的鐵損耗可以通過式42間接計算得到。1.： 2.： 3. 所以：4. 5. 6. 轉子鐵損耗分離試驗結果誤差分析，實測結果明顯偏小，分析原因如下。，可是實測表明對拖系統(tǒng)的連接軸是有溫升的，說明在連接軸上是存在損耗的。 第五章 稀土永磁無刷直流電動機轉子鐵損耗的仿真分析通過優(yōu)化設計稀土永磁無刷直流電動機的轉子結構來減小樣機的鐵損耗，提升樣機的穩(wěn)態(tài)運行性能，提高樣機的效率是一項復雜的工作。(a) (b) (c)圖51 轉子磁鋼分塊結構(a) 轉子磁鋼分兩塊 (b) 轉子磁鋼分四塊 (c) 轉子磁鋼分八塊保護套材料分別采用鋁和不銹鋼，用Magnet中的瞬態(tài)求解器，仿真時間為0~80ms。，轉子磁鋼不同分塊結構和轉子保護套采用不同材料的情況下，轉子鐵損耗的大小和分布情況進行了仿真研究，得到了一些實用的結論。 本章小結本章主要對稀土永磁無刷直流電動機的轉子鐵損耗分離試驗進行了探索性的研究設計，闡明了試驗原理和步驟。、樣機空載對拖試驗、樣機負載對拖試驗三步完成的，三個試驗理論上要求電機的轉速要保持相同，也就是要求試驗的可重復性要好，實際中做到這一點較為困難。對拖系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時電動機側的銅耗和發(fā)電機側的銅耗可以通過式43計算得到。由式46式可知，轉子的鐵損耗可以通過雙電機的負載對拖試驗得到。表44 負載對拖試驗測試結果電動機輸入功率發(fā)電機輸出功率溫度rpmHzWAWA℃50014983501049981332084992注：表示對拖系統(tǒng)轉速；表示電動機側電壓頻率；表示兩表法測得的對拖系統(tǒng)電動機側相電流有效值的平均值；表示兩表法測得的對拖系統(tǒng)電動機側相電流有效值的平均值；溫度為對拖系統(tǒng)電動機側后端蓋測得的溫度值。(6)測量對拖系統(tǒng)電動機轉速穩(wěn)定后的轉速、母線電壓和電流、電動機后端蓋溫度、控制器輸出端電流電壓及功率，發(fā)電機輸出功率。(2)開機前準備：系統(tǒng)電氣和機械連接檢測，控制電壓和母線電壓調至零。(4)發(fā)開機信號，逐步增加母線電壓，電機起動，如無問題，電壓調至270V。試驗方法：，一臺作為電動機，一臺作為發(fā)電機，發(fā)電機三相繞組絕緣開路，測試對拖系統(tǒng)空載時的總損耗。(2)開機前準備：系統(tǒng)電氣和機械連接檢測，控制電壓和母線電壓調至零。其它測試儀器包括直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源SWYK300V100AG、直流穩(wěn)壓電源HT172數(shù)字示波器TDS202數(shù)字毫歐表ZS5測溫儀等等。式中 ——穩(wěn)態(tài)工作時相繞組電流；——穩(wěn)態(tài)工作時相繞組電阻； (44) (45)所以： (46) 轉子鐵損耗的試驗驗證。和可以通過經(jīng)驗公式(42)計算得到，和可以通過式(43)計算得到，和主要為機械損耗，大小近似相等，和大小近似相等。 然而考慮到轉子同時也是傳熱部件，要想較為準確的測量出樣機的轉子的鐵損耗，則從樣機開始運行到測試結束，這段時間間隔要盡可能的短，數(shù)據(jù)采集時間間隔也要盡可能的小，可是由于越到測試后期測試誤差越大，所以通過這種方法測試轉子的鐵損耗時精確度難以保證。本章主要對稀土永磁無刷直流電動機的轉子鐵損耗的分離試驗進行探索性研究，首先對試驗原理進行了闡述，然后詳細的闡述了試驗步驟，最后通過具體試驗以及后期的數(shù)據(jù)處理將這部分損耗分離了出來。表32 磁密隨時間的變化情況時間/ms磁密大小/T保護套磁鋼磁軛0磁密變化率表33 轉子鐵損耗計算結果部件保護套磁鋼磁軛總損耗損耗值由表33計算結果可以看出，其中損耗主要集中在磁鋼和磁軛部分，%。圖325 三相繞組反電勢波形表31 開關管PS1~PS6導通時序表C+AB+AB+CA+CA+BC+BPCS5PCS4PCS3PCS2PCS1PCS6PCS6PCS5PCS4PCS3PCS2PCS1PCS625558511514517585115145175205235205235265295325355設置完開關管的導通順序后，將瞬態(tài)運動求解器設置“Motion”部件為“Load driven”。 靜態(tài)磁場。 圖320 網(wǎng)格剖分設置