为什么永磁同步电机的铁耗会随扭矩的增大而增大--壹倍达电机小课堂

一、电机铁耗的构成

永磁同步电机的铁耗主要包括磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗这三部分。

磁滞损耗 ：由于软磁材料的磁化曲线并非是一条直线，在其正反向磁化的过程中，会产生能量损耗，即磁滞损耗。磁滞损耗的大小与材料的磁滞特性以及磁通变化的频率、磁密幅值等因素有关。

涡流损耗 ：当交变磁通穿过电机铁芯时，会在铁芯中产生涡流，进而导致涡流损耗。其大小与磁场的变化速率、磁密幅值以及铁芯的电阻率等有关。

附加损耗 ：这是一切其他因素导致的额外铁耗的统称，可能与铁芯的冲剪、铁芯结构、磁场的高次谐波等多种因素有关。

二、扭矩增大导致铁耗增加的原因

磁通密度的变化 ：电机的输出扭矩与电流的大小密切相关，扭矩增大通常意味着电流的增大。在电枢反应的影响下，电流的增大改变了定子铁芯中的磁通密度分布，使磁通密度的幅值和波形发生改变。随着磁通密度的增加，无论是磁滞损耗还是涡流损耗都会相应地增大。因为根据铁耗的相关公式，磁滞损耗与磁通密度的 β 次方（β 一般取 1.6～2.2）成正比，涡流损耗与磁通密度的平方成正比。

磁场变化频率的影响 ：电机运行时，磁场的变化频率与电机的转速有关，而转速又与扭矩存在一定的耦合关系。在某些工况下，扭矩的增大可能导致电机的转速升高，从而使磁场变化的频率加快。磁滞损耗与磁场变化的频率成正比，涡流损耗与频率的平方成正比，频率的加快自然也就导致了铁耗的增加。

附加损耗的增加 ：当扭矩增大时，电机的运行工况更加复杂，铁芯中可能会产生更多的附加损耗。例如，在较大的扭矩下，电机的磁场分布更加不均匀，可能会引发更多的局部磁饱和现象，从而导致附加损耗的增加。

三、减小铁耗的措施

优化电机设计 ：合理设计电机的铁芯结构，如增加铁芯的长度、减小铁芯的截面积等，可以降低磁通密度，从而减小铁耗。

采用高质量的硅钢片 ：选择磁性能更好、铁耗更低的高质量硅钢片作为铁芯材料，可以有效降低磁滞损耗和涡流损耗。

优化控制策略 ：通过优化电机的控制策略，如采用先进的矢量控制算法、直接转矩控制算法等，可以减小电枢电流的波动，降低磁场变化的频率，进而降低铁耗。

希望这篇文章能够帮助大家更好地理解永磁同步电机的铁耗问题，也欢迎大家在评论区留下自己的看法和疑问。

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