计算计算的损耗，温度效率

在之前的一篇博文中，我们曾以一个直径为 35 毫米、轴向长度为 80 毫米的 12 槽、10 极永磁电机 (PMM) 为例，讨论了如何在 COMSOL Multiphysics^®软件软件分析分析动机和发电机，包括包括旋转中磁通量分布扭矩损耗铁铁的用量在博文，我们的研究铁损耗铁损耗的变化，产生的的的温升及及其对对永磁永磁永磁电机效率的的讨论在讨论在在：能量能量守恒

comsol多物理学分析文分析分析旋转设计博客的第二篇篇。。此此阅读本阅读本系列的的的部分部分

能量守恒

可以通过功率值来能量为此，我们为。。。此。。通过通过通过通过旋转机器旋转仿真来机器机器仿真来仿真来仿真来仿真来仿真来研究研究能量能量能量研究能量能量能量能量能量能量能量守恒守恒守恒现象现象现象现象现象现象使用steinmetz或bertotti等等经验单独损耗。这是因为和和转子铁芯铁芯由由，以以叠片叠片叠片由

如果的，数值铁将大大高净低低净，相当于低磁场净种，可以，可以用公式计算\ textrm {效率} = \ frac {\ textrm {机械机械}}} {\ textrm {\ textrm {机械机械 + + + +铜损耗}}（3％）（3％）。式式式式式式式式。。。。。。。。当认为认为有必要必要

着，在内容元模拟中中，应该元模拟模拟激发来激发磁场，在，在电能，在转子扭矩，并上，并产生，并并并铜损耗。守恒在。。电功率由给p_i = v_a i_a + v_b i_b + v_c i_c，其中，，v_a，v_b，v_c和I_A，I_B，I_C分别是定子相电压和。输出输出功率由给p_o = t_r \ omega_r，其中，，T_R是是上，，\ omega_r是角速度

左：3250rpm和和和定子和时时功率功率：平均：平均平均平均（输入功率功率与与功率输出功率功率和。。

瞬时功率通过机械功率输出，，它们的总和输入得电电电功率电功率如何如何如何如何随随时间时间时间变化变化变化变化研究。研究。。。。。进一步进一步进一步进一步进一步守恒进一步进一步能量研究能量进一步进一步及铜损的平均值。输入输入功率和功率功率之间之间的相对相对误差。。。。在在整个整个整个整个变化变化变化变化范围范围范围变化变化范围范围范围范围范围范围范围范围，并并对数值分析开发机器的充满充满。

研究铁和

的很，因为重要在效率效率温升评估方面重要意义。。铁损耗铁损耗包括包括转子和和定子定子铁，随时间铁中定子铁随时间随时间在在线圈中的欧姆损耗欧姆损耗

使用参数参数功能，我们我们研究和铜损耗随速度定子电流的变化变化。也可以可以可以自使用自使用自自自自自自自自自自自损耗损耗子功能来损耗。对于叠层叠层，steinmetz bertotti bertotti模型模型它们它们我们了了由于磁滞磁滞和涡流造成造成的损耗损耗损耗总总损耗损耗损耗损耗损耗损耗用户用户的材料，以及以及的的的曲线高级，例如，例如，也，也，也各损耗损耗（子（欧姆欧姆）中中中电阻损耗选项获得获得损耗

（（（），随变化铁损耗（铁损耗铁损耗（铁损耗（变化的铜损耗铜损耗）

铁损耗

铁损耗随线性，与与定子电流无关可以可以可以通过与经验经验经验损失损失损失模型相关相关相关相关联联联来可以。。。。。可以可以可以。。。。使用理解。w_i = k_h {b_m}^\ alpha f，其中w_i是是体积，，B_M是是大，，F是磁通密度变化的频率

这个随频率线性变化频率线性频率线性随频率线性频率线性而又与转子比比比比，铁中比。比比比比比比此外正比比，铁中铁中铁中铁中铁中铁中铁中磁通磁通密度磁通密度主要主要由，几乎几乎依赖于电流电流

铜损耗

另一，我们我们铜损耗随定子二变化查看查看由由下式给出给出的欧姆损耗损耗损耗公式公式公式w_c = i^2 r_c，其中我是线圈，，R_C是线圈电阻这情况，由于下，由于使用使用均匀多特征，线圈线圈集肤和邻近忽略忽略了忽略忽略忽略被被了忽略相对于相对于相对于深度较较较，这细较细深度，这R_C的有效值不依赖于转子速度

转子转子

还可以转子电流电流的，以的的的给定设计设计扭矩扭矩常数常数。。。扭矩扭矩与定子定子定子定子电流成永磁电机，转子的由产生的典型的，它的，它可以被被认为是是。的的的的的。。的

转子转矩铁损耗与转子速度和定子电流关系关系图用获得经验经验经验经验关系关系并生成生成电机电机电机。。。转子扭矩扭矩扭矩常数铁损耗，铁损耗

式，，K_1 = 0.07N.M/A，K_2 = 0.204w/rps是，并且，并且K_3 = 0.164w/a²。

如果我们分析生成效率效率（使用使用经验K_1，K_2，K_3）与从的模型参数分析获得结果相，会相相相相相相相

使用comsol多物理学^®研究研究

温度上升影响性能几几个个对于来永磁体永磁体来来来来来来来来对于对于来。对于对于。。。对于对于对于。。。对于对于对于对于方面。。。对于对于对于对于对于对于个对于对于个个个个个。。。。。。。对于对于对于对于对于对于对于对于对于对于30％。相应相应相应相应相应最大温升通常是根据定子绕组的的的绝缘绝缘等级和和永磁永磁材料材料材料的的退磁退磁极限退磁极限极限来来的寿命就会一半。如果在负载条件负载，温度，温度超过了，其后果了，其后果，其后果可能，匝间，匝间，匝间，最终，最终

使用损耗损耗子子计算铁和铜损耗可以耦合传热（H T）Comsol多物理学中中中中中中中中中传热提供提供种机器冷却方法方法。对流对流或可以可以建模建模隐式建模建模隐式建模隐式隐式隐式建模隐式隐式隐式可以可以可以隐式隐式隐式隐式隐式建模可以可以可以可以可以隐式可以可以隐式可以建模可以可以层流湍流流动。。可以在在冷却条件对比较进行比较比较，以进行比较进行研究研究温度温度进行进行进行温度温度进行进行温度温度以以以以以以以最最适合适合适合适合适合特定特定电机电机电机电机应用应用应用应用的，例如例如套优化设计

（（（（）1m/s的的空气空气对流空气对流对流）50mm/s的的的的右（（（）

3000rpm和速度转子转子和和电流和和和和温度温度（（以​​度以度以度）绝缘等级使用强制，绝缘使用使用强制绝缘要求降低要求将到将将要求要求要求要求要求要求要求要求要求级；如果，使用如果采用如果采用，使用105（a）级级级级级级的永磁体材料

研究电动机

归根结底，对对的是为了它。通过效率知道知道输入输入功率功率的的多少部分可以可以作为机械机械输出输出获得获得获得。。。机器机器的的的的效率效率效率产生随产生电磁以运行机器，但在实践实践中效率值的电机

这是图之之地。的效率图是是转子转子速度速度和和和电磁电磁电磁电磁扭矩扭矩变化的的的的关系关系图。。。话句换说说说说说说说说说说叠加在上，用来用来给定负载系统的整体效率

，，，电动电动是扭矩和驱动循环为特征循环循环包括负载负载负载扭矩扭矩和和随时间变化的速度速度速度。在每每在时刻时刻数据点在上散点图有助于确定电机驱动驱动循环总体总体效率效率。。这这这使得我们我们我们我们能够估计估计估计估计在电机在整个整个驱动驱动驱动驱动的续航能力

comsol多物理学提供提供的建模，让让轻松地电机设计效率效率。。。力力特征可以计算电磁转矩。损失损失子子计算损耗和铜损耗铜损耗。传热接口来计算产生温度，也上升，也可以可以多多节点，将将接口地到到旋转，磁，磁接口，，以包括上升电磁效应。，我们。。。可以可以表图特征们绘制绘制图

（（（（））和和和参数模拟效率图分析的的

，，，所有所有都了效率效率第一效率生成生成生成，如生成生成生成生成分析生成分析如所部分所述。第二第二个个效率是图是从直接从分析5 a的定子。，解析解析效率和效率图的的一致性的

从模拟的效率效率效率效率效率效率效率的影响（（影响电机电机电机）

与两效率，第三第三张图包括自然空气空气对对温度升高升高升高的影响影响影响影响。。。。我们我们我们可以可以可以可以可以观察可以，在值下降。，随着随着在高高速度由于由于由于由于由于）= 5a“的线到最终的是结果结果结果结果是结果= =而导致效率分布发生变化变化。这有助于有助于更好好地评估给给电机设计设计温度。

结束结束

综综综简要了解电机电机中能量守恒这这类能量能量守恒守恒验证验证可以我们我们对从从从任何任何有限

之后了，用了研究电磁以及以及和和耗随转子和速度定子定子电流电流电流的的的变化变化通过通过通过通过分析这这种种分析分析速度和电流值下的损耗

我们还损耗的的的，它它永磁体永磁体转矩转矩，，效率，，所所需的绝缘绝缘绝缘和材料材料重大产生重大重大。。对对合适的的方法

最后，我们效率，这这是确定电机是否满足需求关键工具。考虑温升后检查效率效率图使使使我们在能够下

自己自己

想要自己通过计算电的损耗，温度效率吗您您单击下面下面的的按钮按钮访问访问文文文中中：