磁通开关永磁直线电机(flux switching permanent magnet linear motor,FSPMLM)具备高推力密度、定子永磁 体易冷却等优势,在直驱系统中应用前景广阔 。现有研究多关注拓扑结构与静态推力特性,对中频段铁损机理及 效率缺乏系统分析 。文中以 6 槽 6 极 FSPMLM 为对象,基于损耗分离模型构建铁损计算框架,采用 FEMM4.2 与 MATLAB软件联合仿真,结合改进Steinmetz模型,实现损耗定量分离 。结果表明:50~200 Hz内总铁损随频率呈非 线性增长,涡流损耗占比显著上升,磁滞损耗与频率近似线性相关且受局部磁饱和影响;其中,永磁体涡流损耗占 总铁损约 76%,为中频段主导损耗;电机效率随频率升高快速下降,50 Hz效率 93.81%,200 Hz仅 70.44% 。该研究 揭示中频损耗演化规律,为同类电机电磁设计与效率优化提供技术参考。
[1] 程明,花为,朱孝勇,等 . 定子永磁型磁通开关电机研究综 述与展望[J]. 中国电机工程学报,2015,35(12)∶3050-3063.
[2] 程明,花为 . 磁通开关永磁电机设计与分析[M]. 北京∶科学 出版社,2015.
[3] 黄守道,王辉,陈才学 . 磁通开关永磁直线电机电磁特性与 优化设计[J]. 电工技术学报,2016,31(18)∶12-22.
[4] 林鹤云,孙玉坤,黄允凯 . 管状磁通开关永磁直线电机损耗 计算与抑制方法[J]. 电机与控制学报,2017,21(05)∶1-9.
[5] 刘军,王秀和,杨玉波 . 永磁直线电机中高频铁损建模与效率映射研究[J]. 电机与控制学报,2017,21(08)∶23-30.
[6] 陈才学 . 磁通开关永磁直线电机电磁设计与损耗抑制[D]. 长沙∶湖南大学,2018.
[7] 赵文祥,朱孝勇,程明 . 磁通开关直线电机拓扑演化与性能 提升[J]. 机械工程学报,2018,54(12)∶112-123.
[8] 谢德馨 . 电机电磁场数值计算与工程应用[M]. 北京:机械工 业出版社,2019.
[9] 谢德馨,白保东,刘光伟 . 电机电磁场有限元分析与铁损计 算新方法[J]. 电工技术学报,2019,34(07)∶1345-1354.
[10] 张卓然,李勇,陆尊良 . 永磁体涡流损耗解析建模与抑制 策略[J]. 中国电机工程学报,2020,40(03)∶920-930.
[11] 王凤翔,刘闯,李刚 . 定子永磁直线电机端部效应与损耗 特性[J]. 电工技术学报,2020,35(增刊1)∶56-64.
[12] 李祥林 . 磁通开关永磁电机铁损机理与效率优化方法研 究[D]. 南京:东南大学,2020.
[13] 花为,李祥林,程明 . 磁通开关电机磁饱和与谐波损耗机 理研究[J]. 中国电机工程学报,2021,41(09)∶3120-3131.
[14] 胡虔生,胡敏强 . 电机学(第3版)[M]. 北京∶中国电力出版 社,2021.
[15] 朱孝勇,赵文祥,吉敬华 . 中频工况磁通开关电机效率优 化与电磁设计[J]. 电机与控制应用,2022,49(03)∶1-8.
[16] 陈益广,孟大伟,姜艳姝 . 改进 Steinmetz 模型在电机中频 铁损计算中的应用[J]. 电力系统保护与控制 ,2022,50
(11)∶78-85.
[17] 徐志鹏 . 定子永磁直线电机中频损耗特性与高效运行控 制[D]. 南京:东南大学,2022.
[18] 黄允凯,徐志鹏,林鹤云 . 直线电机气隙磁场谐波与铁损 量化分析[J]. 电机与控制学报,2023,27(02)∶1-10.