團隊簡介
朱灑，博士研究生，河海大學電力能源與電氣設備學校老師，大全集團博士研究生，IEEE Member。主持人我國社會科學青年基金1項、江蘇社會科學青年基金1項、我國博士后基金面上項目1項、當選2019年江蘇"創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新方案"。發(fā)布SCI期刊畢業(yè)論文11篇，申請辦理專利發(fā)明5項、軟件著作5項?，F(xiàn)階段關鍵專注于健全根據(jù)時域小數(shù)字信號處理的永磁電機PWM諧波電流損耗計算方式、開發(fā)設計具備獨立專利權的電器設備多物理學場模擬仿真制圖軟件。
引言
明確提出一種融合CE-FEA、時域小數(shù)字信號處理和矩形框永磁體渦流損耗分析實體模型，迅速計算電壓源型逆變電源供電系統(tǒng)下聚磁式場調(diào)配永磁電機中永磁體渦流損耗的方式。
根據(jù)本方式，僅需1步靜態(tài)數(shù)據(jù)有限元分析計算就可以搭建出永磁體中關鍵低頻交替變化磁密份量；僅需4步時諧有限元分析計算就可以得到PWM諧波電流工作電壓與高頻率交替變化磁密中間關聯(lián)，從而融合分析實體模型完成永磁體渦流損耗的迅速計算。與傳統(tǒng)式時步有限元原理對比，本方式計算總損耗的相對偏差低于4%，計算速率提升了數(shù)百倍之上。
選題背景
為實時處理機的轉(zhuǎn)距與轉(zhuǎn)速比，絕大多數(shù)永磁電機全是和電壓源型逆變電源相互配合應用的。逆變電源供電系統(tǒng)下的永磁電機中不但存有基波電流量造成的損耗，還存有PWM諧波電流工作電壓磁感應出的PWM諧波電流損耗，對他們開展精確模型計算是保證 電機安全性運作、完成電機-逆變電源系統(tǒng)軟件級可靠性設計的前提條件。
傳統(tǒng)式根據(jù)一歩長時步有限元分析計算PWM諧波電流損耗的方式較大的缺陷便是用時太長，且聚磁式場調(diào)配永磁電機的有限元分析實體模型比一般永磁電機網(wǎng)格圖總數(shù)更高，促使在這類電機上應用傳統(tǒng)式方式的缺陷更加顯著。因而，必須科學研究可以合理擺脫這一缺陷的新方式。
畢業(yè)論文方式及創(chuàng)新點
最先參考CE-FEA的觀念。運用聚磁式場調(diào)配永磁電機最少對稱性有限元分析實體模型中永磁體總數(shù)多、且每片永磁體中磁密轉(zhuǎn)變 波型均相距一定相角的特性，根據(jù)對兩步有限元分析計算獲得的每片永磁體中交替變化磁密波型開展移相轉(zhuǎn)換，就可以搭建出一塊稀土永磁在一個詳細周期時間內(nèi)的交替變化磁密波型。
比如圖1所顯示，根據(jù)5步有限元分析計算獲得的14塊永磁體內(nèi)的磁密轉(zhuǎn)變 波型，歷經(jīng)移相轉(zhuǎn)換就可以得永磁體1在全部周期時間的磁密轉(zhuǎn)變 波型。隨后對其開展傅立葉溶解獲得關鍵交替變化份量，最終融合永磁體分析損耗實體模型就可以計算出基波電流量造成的低頻損耗。
上式中得出了創(chuàng)作者明確提出的矩形框永磁體渦流損耗實體模型：
公式計算
實踐經(jīng)驗證明，針對所科學研究的樣品，僅開展1步時步有限元分析計算搭建的磁密波型就早已包括了關鍵的低頻交替變化磁密份量，根據(jù)此就可以精確計算出稀土永磁內(nèi)的低頻渦流損耗。
圖1
在計算PWM諧波電流損耗時，根據(jù)PWM諧波電流工作電壓在永磁電機中引進的高頻率諧波幅度值不大、不能危害鐵氧體磁芯飽和的假定，大家明確提出選用鎖定增加量導磁率法搭建永磁電機部分歸一化處理實體模型，為此為基本選用電壓源為鍵入的時諧有限元原理科學研究PWM工作電壓中的高頻率份量與永磁體中高頻率交替變化磁密中間的函數(shù)關系，從而完成以電機轉(zhuǎn)子平面坐標下的PWM工作電壓頻帶為鍵入，迅速計算永磁體中的PWM諧波電流損耗。
這類方式的完成觀念類似剖析三極管溝通交流變大特點的小數(shù)字信號處理，故將這類統(tǒng)計分析方法稱之為永磁電機時域小數(shù)字信號處理，通稱小數(shù)字信號處理。將由鎖定增加量導磁率法完成的部分歸一化處理實體模型稱之為永磁電機小數(shù)據(jù)信號實體模型。圖2中得出了所提方式的詳細流程表。
實踐經(jīng)驗證明，傳統(tǒng)式選用三維有限元分析計算方式所需1220min才可以進行的計算每日任務，選用本方式只需3.1min就可以進行，總損耗相對偏差不超過4%，而可以將計算時間降低400倍之上。
圖2
結(jié)果
根據(jù)CE-FEA和永磁體渦流損耗分析實體模型緊密結(jié)合能夠迅速計算FCFMPM電機內(nèi)部的低頻渦流損耗；而根據(jù)小數(shù)字信號處理與分析損耗實體模型緊密結(jié)合能夠迅速計算永磁體中的PWM諧波電流損耗。至少僅必須1步二維TSFEA和4步二維THFEA就可以迅速計算逆變電源供電系統(tǒng)下的永磁體渦流損耗。計算總損耗相對性計算偏差低于4%，計算時間減少了數(shù)百倍之上。
文中證實了根據(jù)時域小數(shù)字信號處理迅速計算永磁電機的PWM諧波電流損耗的方式一樣適用場調(diào)配型永磁電機，為永磁電機-逆變電源信息系統(tǒng)集成快速優(yōu)化設計方案確立了基本。根據(jù)時域小數(shù)字信號處理的方式還可以用來迅速計算鐵氧體磁芯中的PWM諧波電流鐵耗，且這類方式在不一樣種類的永磁電機上都普遍可用，這種將在大家將來的科學研究中再次開展。
引入文中
朱灑, 盧智鵬, 王衛(wèi)東, 田建, 王豪. 根據(jù)CE-FEA和小數(shù)字信號處理迅速計算逆變電源供電系統(tǒng)下聚磁式場調(diào)配電機中永磁體渦流損耗[J]. 電工學學刊, 2, 35(5): 963-971. Zhu Sa, Lu Zhipeng, Wang Weidong, Tian Jian, Wang Hao. Fast Calculation of PM Eddy Current Loss in FCFMPM Machine under PWM VSI Supply Based on CE-FEA and Small-Signal Analysis. Transactions of China Electrotechnical Society, 2, 35(5): 963-971.
朱灑, 盧智鵬, 王衛(wèi)東, 田建, 王豪. 根據(jù)CE-FEA和小數(shù)字信號處理迅速計算逆變電源供電系統(tǒng)下聚磁式場調(diào)配電機中永磁體渦流損耗[J]. 電工學學刊, 2, 35(5): 963-971. Zhu Sa, Lu Zhipeng, Wang Weidong, Tian Jian, Wang Hao. Fast Calculation of PM Eddy Current Loss in FCFMPM Machine under PWM VSI Supply Based on CE-FEA and Small-Signal Analysis. Transactions of China Electrotechnical Society, 2, 35(5): 963-971.
