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胜大五金网 2022-07-20 04:55:08

电机损耗的测量方法和数据分析

电机损耗的测量方法和数据分析 2012年09月24日 来源: 对双线圈双磁钢和单线圈单磁钢两种结构形式的动磁式直线电动机的电机损耗进行实验测量,可得出它们在不同频率行程状态下的铜损耗和铁心损耗的变化情况。选用这两个直线电动机来进行铁损实验的原因是:它们的电机比推力接近,都通1 A的直流电流时,这两种直线电动机在动子组件上产生的轴向电磁推力郁在25 N左右。而这个比推力参数是直线压缩机设计中最重要的参数之一,也是最重要的性价标准。 在压缩机正常开机运行过程中,电机动子组件在交变电磁力的驱动下做往复直线运动,输入的电能很大一部分转化为机械能。在电机的损耗测量实验过程中,为了便于数据测量和分析,控制输入的电能只转化为铜损耗和铁心损耗,而没有任何的机械损耗。因此为了避免直线电动机动子的运动带来的误差,将电机动子和定子通过螺钉紧闹在一起,保证它们之间没有相对运动,并通过设计相关模具来调节动子组件的位移。 单线圈单磁钢直线电动机的绕线电阻只有l.2 n,而双线圈双磁钢直线电动机的绕线电阻为3.4 n,它们在相同的电流激励下,铜损耗恒定不变,所以总功耗的变化则表示了铁心损耗的变化。从冈4中可以看出,单线圈单磁钢直线电动机的铜损耗很小,而铁心损耗随着频率的变化增长很快,在频率大于l00 Hz时,其总损耗赶上或超过双线圈双磁钢直线电动机的总损耗,而双线圈双磁钢直线电动机的总损耗变化非常缓慢。位移对单线圈单磁钢直线电动机的损耗影响不大,对于双线圈双磁钢直线电动机而言,动子位移为5 mm时铁损略小于位移为零的损耗。 随着频率的增加,两种电机的铁心损耗都会增加,但是单线圈单磁钢的铁心损耗增长速度比双线圈双磁钢直线电动机更快。单线圈单磁钢直线电动机中的铁损耗所占比例明显高于双线圈双磁钢直线电动机,在单线圈单磁钢直线电动机中,在频率超过75 Hz时,铁损耗超过铜损耗,所占比例超过50%;在频率达到1 20 Hz时,铁损所占的比例高达68%。而在双线圈双磁钢直线电动机中,这一比例在120 Hz时最大也只有分析上述两种直线电动机铁损耗差别的原因主要是:单线圈单磁钢直线电动机中的线圈电流方向是朝一个方向的,因此电机在交流电下运行时,内外轭铁中的磁感应强度变化剧烈,因此铁心损耗也就变化更大。而双线圈双磁钢直线电动机两个线圈中的电流方向相反,因此它们在内外轭铁上产生的磁通方向相反,因此能抵消一部分内外轭铁中的磁滞损耗。且在电机稳定运行过程中,其磁路变化很小,因此涡流损耗也很小,因此它的铁心损耗明显小于单线罔单磁钢直线电动机。 综合上面的实验数据曲线以及对曲线的分析可知,两种直线电动机在不同位移下的铁心损耗变化很小,而它们对频率的变化非常敏感,尤其是单线圈单磁钢直线电动机。而我们通常评价电机性能的方法(只考虑铜耗效率)并不能真实地反映电机的率和好坏,而应该综合考虑直线电动机的铜耗与铁心损耗,这样能更全面和准确地反映直线电动机一性能。

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