SPWM变频器供电下永磁同步电动机铁耗分析

摘要

随着世界能源问题的日益严重，合理高效的使用现有能源已经成为破待解决的问题，因此高效电机之一的永磁电机逐渐走入大家视野。永磁同步电动机具有较大的功率密度、较小的体积、较高的效率以及较宽的调速范围等优势，这些优势使其被广泛的应用在现代工业领域。而铁耗又是影响电机效率的重要因素之一，因此如何合理的降低电机铁耗并提升电机效率已经成为人们关注的焦点，所以能够准确计算电机铁耗就变得更有意义。
　　在实际的工程应用中，为使永磁同步电动机的运行性能更好，人们常采用变频器对电机进行供电。因此本文以一台50kW永磁同步电动机为例，基于时步有限元算法，对永磁同步电动机采用变频器供电时电机各部分铁耗以及谐波铁耗的变化情况进行了仿真计算。首先本文基于电磁场理论，提出基本假设，并根据电机参数建立永磁同步电动机仿真模型；然后根据矢量控制以及恒转矩控制原理计算了电机转速改变时电机各部分铁耗以及谐波铁耗的变化情况；最后由于电机采用变频器供电，因此变频器中逆变电路参数的变化也将对电机各部分铁耗以及谐波铁耗产生影响，故本文又分别计算了调制比和载波频率改变时电机各部分铁耗以及谐波铁耗的变化情况。
　　本文通过仿真计算结果总结出相关规律，为变频器供电下电机性能的分析以及其它场域的计算提供了合理的依据。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 永磁电机的发展

1.3 永磁电机控制技术的发展

1.4 电机铁耗研究的发展

1.5 课题主要研究内容

第2章 调速永磁同步电动机的基本原理

2.1 永磁同步电动机概述

2.2 矢量控制原理

2.3 本章小结

第3章 调速永磁同步电动机铁耗计算

3.1 永磁同步电动机的基本参数

3.2 时步有限元法的铁耗数学模型

3.3 基本假设

3.4 永磁同步电动机模型的建立

3.5 边界条件

3.6 矢量控制下电机调速范围分析

3.7 变频器供电下永磁同步电动机调速过程的铁耗分析

3.8 本章小结

第4章 变频器参数对永磁同步电动机铁耗的影响

4.1 逆变电路及其控制电路

4.2 调制比对永磁同步电动机铁耗的影响

4.3 载波频率对永磁同步电动机铁耗的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢