为什么电机的铁损算不准？

pat

现在的商业软件算得的铁损一般很难跟实测的对应上。原因主要如下：
1. 一般材料供应商提供的特性曲线按照爱泼斯坦方圈法测得，而电机中不同部位磁化方向是不一样的，这种特殊的旋转铁耗当前是无法考虑到的。
2. 因为工艺的因素，造成硅钢片冲剪面附件晶粒取向发生破坏，导致同样磁感下铁损的增加。
3. 叠装焊接等工艺造成叠片之间绝缘的破坏，增加涡流损耗。
4. 变频电机还有考虑谐波带来的额外铁损。


诸如此类，现在铁损往往是将有限元仿真结果乘以一定的系数，但这样一部只能跟测试点对应上，以上是当前我们所了解的一些原因，希望对此有研究的多多补充，或者大家有什么方法把铁损算准？

pat

关于第一点，美国能源部早些年做过一些研究。

以Prius III的电机为例，建立模型，仿真开路和负载点，磁场分布如下：

可以看到，不同点，磁化方向变化时不一致的。

以定子为例，齿部一般磁化方向都是径向，轭部主要是切向，而对于齿顶尖，径切向都有，是一个不规则的旋转矢量。
所以不同地方，即使是频率和磁感应强度一致，其实铁损都是不一样的。

amlibin

好像这个问题到现在都没有一个确切的数值，而是取得一个相对的值，期待大神解答！

254339861

任何仿真都是基于实验测试。
楼主也说了仿真和实际的差异性。现在常规的做法是加修正系数。
我看过几篇铁损仿真论文：都是冲片边缘材料根据实测边缘剪切效应后的铁损曲线，其他材料都添加各次谐波铁损曲线，得出来的铁损跟实测接近。

张老五

补充一点
厂商提供的曲线都是正弦波下所测
而实际运行中，往往并非正弦波，多少会有谐波和畸变
汽车驱动电机波形更差，往往是PWM波

pat

冲剪面造成的铁耗增加不容忽视。

张老五

冲剪应力的影响还是很明显
不仅仅是增加了铁损，同时也造成了磁场分布的不均匀

张老五

不仅仅是冲剪应力，还要考虑的是各处的装配应力

pat

pat 发表于 2016-7-12 23:39
冲剪面造成的铁耗增加不容忽视。

补充一下电镜扫描的晶粒变化

电动无限

张老五 发表于 2016-7-13 13:35
冲剪应力的影响还是很明显
不仅仅是增加了铁损，同时也造成了磁场分布的不均匀

老五  图中 30mm 15mm 7.5mm是什么尺寸？

发脾气的猪

pat 发表于 2016-7-13 21:56
补充一下电镜扫描的晶粒变化

请问这个是如何用电镜得到的？我看到的一般就是个金相图，没有应力分析的。

张老五

pat 发表于 2016-7-13 21:56
补充一下电镜扫描的晶粒变化

哪个方向是厚度？

张老五

电动无限 发表于 2016-7-15 07:49
老五  图中 30mm 15mm 7.5mm是什么尺寸？

标准方圈样的宽度是30毫米，这里是一切二再二切四所测的结果

Edwin_Sun

254339861 发表于 2016-7-11 10:00
任何仿真都是基于实验测试。
楼主也说了仿真和实际的差异性。现在常规的做法是加修正系数。
我看过几篇铁 ...

边缘剪切力我以前没考虑过，不过各次谐波的谐波曲线到是设置过，不过仿真下来还是跟实际有蛮大的区别

Edwin_Sun

张老五 发表于 2016-7-13 13:35
不仅仅是冲剪应力，还要考虑的是各处的装配应力

是不是退火可以降低这些预应力？这个你们能否做个测试？譬如剪4道的这个片子退火试一下，是不是三条曲线明显靠近？因为以前有很多电机厂就会做退火，然后发现铁损确实降低了不少。

254339861

Edwin_Sun 发表于 2016-7-20 17:00
边缘剪切力我以前没考虑过，不过各次谐波的谐波曲线到是设置过，不过仿真下来还是跟实际有蛮大的区别

不同的冲压压力下的铁损曲线都不一样

Edwin_Sun

254339861 发表于 2016-7-20 17:39
不同的冲压压力下的铁损曲线都不一样

你这个是BH曲线啊，不是损耗曲线。。

我倒是觉得这个冲压貌似对BH曲线的影响会比较小，因为我们先前试过线切割的样机，与正式生产后的冲片电机，还有仿真值，至少反电动势差别不大，所以导磁率应该相差不大

你这个图片的来源能否share一下？

张老五

Edwin_Sun 发表于 2016-7-20 17:03
是不是退火可以降低这些预应力？这个你们能否做个测试？譬如剪4道的这个片子退火试一下，是不是三条曲线 ...

退火可以消除冲剪的应力
但退火也有退火的问题，成本是一方面，绝缘，强度，都有明显的变化

forlink

我认为还有一个误差，就是现在铁耗计算模型采用的是经典铁耗模型，就是将电机铁耗计算等效为三个系数

Mr_Tian

厂家给的曲线有的不一定是我们所想要的‘