新能源汽车驱动电机电磁力及损耗计算
电动汽车能耗折算方法
计算电动汽车的能耗,可以使用以下公式:能耗=电能消耗量x电动机输入功率+ 1000。
另外,也可以通过实际消耗电量与实际里程的比值,计算出百公里电耗。
具体公式为:百公里电耗=实际消耗电量x100+:实际里程。
在已知汽油的能量和密度的情况下,可计算出小汽车百公里需要耗能248兆焦。
而电动车的百公里电耗即为50兆焦+90%+ 90%=61.7兆焦。
由于1kWh=3.6兆焦,因而可以算出百公里电耗=61.7/3.6=17.1kWh,也就是电动小汽车百公里耗电17度电左右。
请注意,具体的计算方法可能会因车型和电池性能等因素而有所不同。
电机机械损耗计算公式
电机机械损耗计算公式
电机机械损耗通常可以通过以下公式进行计算:
机械损耗 = K1 N^x.
其中,K1是一个与电机设计和制造有关的常数,通常由电机制
造商提供;N是电机的转速;x是一个与电机设计有关的指数。
这个公式是一个简化的形式,实际的机械损耗计算可能会考虑
更多因素。
例如,电机的负载、温度、摩擦等因素都可能对机械损
耗产生影响。
在实际应用中,还需要考虑额定负载下的效率、功率
因数等参数,以及电机的工作环境等因素。
另外,不同类型的电机(比如直流电机、交流电机、同步电机、异步电机等)其机械损耗的计算公式可能会有所不同。
因此,在实
际应用中,需要根据具体的电机类型和工作条件来选择合适的机械
损耗计算方法。
总的来说,电机的机械损耗计算是一个复杂的过程,需要综合
考虑多种因素。
在实际应用中,最好依据电机制造商提供的技术资料和相关标准进行计算,以确保准确性和可靠性。
新能源电损耗计算公式
新能源电损耗计算公式随着全球能源危机的日益加剧,新能源的开发和利用已经成为各国政府和企业的重要战略目标。
作为一种清洁、可再生的能源形式,新能源不仅可以有效减少对传统能源的依赖,还可以减少对环境的破坏,因此备受关注。
在新能源中,电能是一种重要的能源形式,其损耗问题一直是人们关注的焦点之一。
因此,对新能源电损耗进行准确的计算和分析,对于提高新能源利用效率具有重要意义。
新能源电损耗是指在电能传输、储存和利用过程中,由于电阻、电感、电容等原因而导致的能量损失。
电损耗不仅会降低电能的传输效率,还会增加能源成本和环境污染。
因此,准确计算和评估电损耗,对于提高新能源利用效率和保护环境具有重要意义。
在进行新能源电损耗计算时,需要考虑多个因素,包括电阻、电感、电容、电流、电压等。
一般来说,电损耗可以通过以下公式进行计算:P_loss = I^2 R。
其中,P_loss表示电损耗,单位为瓦特(W);I表示电流,单位为安培(A);R表示电阻,单位为欧姆(Ω)。
根据这个公式,可以看出电损耗与电流的平方成正比,与电阻成正比。
因此,要降低电损耗,可以采取一定的措施,如降低电流、减小电阻等。
除了电阻外,电感和电容也是导致电损耗的重要因素。
在交流电路中,电感和电容会导致能量的来回转换,从而产生额外的能量损失。
因此,在进行电损耗计算时,还需要考虑电感和电容的影响。
一般来说,电感和电容对电损耗的影响可以通过以下公式进行计算:P_loss = I^2 (R + ωL + 1/ωC)。
其中,P_loss表示电损耗,单位为瓦特(W);I表示电流,单位为安培(A);R表示电阻,单位为欧姆(Ω);L表示电感,单位为亨利(H);C表示电容,单位为法拉(F);ω表示角频率,单位为弧度/秒。
根据这个公式,可以看出电损耗与电流的平方成正比,与电阻、电感和电容成正比。
因此,在设计新能源电路时,需要合理选择电感和电容的数值,以降低电损耗。
除了电路参数外,电压的大小也会影响电损耗。
驱动电机效率提升计算公式
驱动电机效率提升计算公式在工业生产和日常生活中,电机是一种非常重要的设备,它被广泛应用于各种领域,如制造业、交通运输、家用电器等。
然而,电机的能效问题一直是人们关注的焦点之一。
提高电机的效率可以减少能源消耗,减少对环境的影响,同时也可以降低生产成本,提高设备的可靠性和使用寿命。
因此,研究如何提高电机的效率是非常重要的。
在提高电机效率的过程中,计算公式是非常重要的工具。
通过计算公式,我们可以量化电机的效率,找出影响电机效率的因素,从而有针对性地进行优化和改进。
本文将介绍一些常用的驱动电机效率提升计算公式,并对其进行详细解析。
1. 电机效率的定义。
电机的效率是指电机输出功率与输入功率之比,通常用百分比表示。
电机效率越高,说明电机在单位时间内转换输入能量为有用功率的能力越强。
提高电机效率可以减少能源消耗,降低生产成本,同时也有利于环境保护。
2. 电机效率的计算公式。
电机效率的计算公式是非常简单的,通常可以用下面的公式表示:η = (Pout / Pin) 100%。
其中,η表示电机的效率,Pout表示电机的输出功率,Pin表示电机的输入功率。
根据这个公式,我们可以通过测量电机的输出功率和输入功率,计算出电机的效率。
3. 提高电机效率的方法。
提高电机效率的方法有很多,常见的包括优化电机设计、改进电机制造工艺、提高电机运行控制精度等。
在实际应用中,我们可以通过改变电机的工作状态、优化电机的传动系统、减小电机的负载等方式来提高电机的效率。
4. 电机效率的影响因素。
电机效率受到很多因素的影响,常见的包括电机的设计参数、工作状态、负载情况等。
在实际应用中,我们可以通过改变这些因素,来提高电机的效率。
例如,通过优化电机的设计参数,可以减小电机的损耗,提高电机的效率;通过改变电机的工作状态,可以降低电机的空载损耗,提高电机的效率;通过减小电机的负载,可以降低电机的机械损耗,提高电机的效率。
5. 电机效率提升计算公式的应用举例。
特斯拉损耗计算公式
特斯拉损耗计算公式特斯拉是一家知名的电动汽车制造商,其车辆在市场上备受青睐。
然而,随着车辆的使用,损耗是不可避免的。
了解特斯拉损耗计算公式对于车主来说是非常重要的,因为它可以帮助他们更好地了解车辆的状况,并且可以帮助他们做出更好的维护和保养决策。
特斯拉损耗计算公式可以帮助车主计算车辆的损耗程度,从而更好地了解车辆的使用情况。
这个公式通常包括以下几个要素,车辆的里程、电池的健康状况、车辆的年龄以及其他一些因素。
通过这些要素的计算和分析,车主可以得到一个相对准确的损耗程度,从而可以采取相应的措施来延长车辆的寿命和性能。
首先,让我们来看一下特斯拉损耗计算公式中的第一个要素,车辆的里程。
车辆的里程是一个非常重要的指标,它可以反映出车辆的使用情况。
一般来说,里程越高,车辆的损耗就会越大。
因此,在计算特斯拉的损耗时,车主需要考虑车辆的实际行驶里程,并且根据不同的里程数来进行相应的损耗计算。
其次,特斯拉的电池健康状况也是一个非常重要的要素。
电池是电动汽车的核心部件,它的健康状况直接影响着车辆的性能和续航里程。
因此,车主需要定期检查电池的健康状况,并且根据电池的健康状况来进行损耗计算。
一般来说,电池的健康状况可以通过电池的充电次数、充电速度、放电速度以及温度等因素来进行评估。
此外,车辆的年龄也是特斯拉损耗计算公式中的一个重要要素。
一般来说,车辆的年龄越大,损耗就会越大。
因此,车主需要根据车辆的实际年龄来进行相应的损耗计算,并且根据不同的年龄来制定相应的维护和保养计划。
除了以上几个要素之外,特斯拉损耗计算公式还可以包括其他一些因素,比如车辆的使用环境、驾驶习惯、维护保养情况等。
这些因素都可以对车辆的损耗产生影响,因此车主需要综合考虑这些因素,并且根据实际情况来进行相应的损耗计算。
总的来说,特斯拉损耗计算公式是一个非常重要的工具,它可以帮助车主更好地了解车辆的状况,从而可以采取相应的措施来延长车辆的寿命和性能。
通过对特斯拉损耗计算公式的深入了解,车主可以更好地保养和维护自己的车辆,从而可以让车辆始终保持最佳的状态。
电动汽车的驱动效率计算方法
电动汽车的驱动效率计算方法电动汽车的驱动效率是指车辆电能转换为动力输出的比例,是衡量电动汽车能源利用效率的重要指标。
计算电动汽车的驱动效率需要考虑多个因素,包括电池能量转换效率、电机效率、传动系统效率等。
首先,电池能量转换效率是指电池将存储的化学能转化为电能的效率。
这个效率取决于电池的化学反应过程和内阻损耗。
通常来说,锂离子电池的能量转换效率在90%左右。
其次,电机效率是指电机将电能转化为机械能的效率。
电动汽车使用的是交流异步电机或永磁同步电机,这些电机的效率通常在80%至95%之间。
电机效率还受到转速、负载和温度等因素的影响。
传动系统效率是指电动汽车的传动系统将电机的输出转化为车轮动力的效率。
传动系统包括变速器、传动轴和差速器等部件,这些部件的摩擦和机械损耗会降低传动效率。
传动系统效率通常在80%至90%之间。
总的来说,电动汽车的驱动效率可以通过以下公式计算:驱动效率 = 电池能量转换效率 * 电机效率 * 传动系统效率需要注意的是,这个公式只是一个近似值,实际的驱动效率还会受到电动汽车的车型、车重、驾驶行为和环境条件等因素的影响。
提高电动汽车的驱动效率可以采取多种措施。
首先,优化电池的化学反应过程和减小内阻可以提高电池能量转换效率。
其次,通过改进电机的设计和降低电机的负载,可以提高电机的效率。
最后,改善传动系统的设计和减小机械损耗可以提高传动系统的效率。
综上所述,电动汽车的驱动效率计算方法是一个综合考虑多个因素的过程,通过优化电池、电机和传动系统等部件的设计和性能,可以提高电动汽车的驱动效率,进一步提高电动汽车的能源利用效率。
新能源电动汽车性能参数计算方法
5. 1车辆最高车速、最大爬坡度与传动比关系
• 最高车速与电动机功率成正比关系,与传动系统的速比成反比关系。 • 最高车速分为设计最高车速和实际最高车速。 • 目前所指最高车速均是指设计最高车速,实际最高车速往往要大于设计最高车
速。
• 电动汽车的最大爬坡度与电动机扭矩和传动系统的速比都成正比关系。 • 这两个参数是一对矛盾数据,对于固定速比电动汽车
T
=
Pe PT Pe
= 1 PT Pe
Pe——电动机发出的功率 PT——传动系中损失功率
主要由分动器变速器、传动轴、万向节、主减速器等部
件功率损失组成。
装有变速器,效率较低,0.92~0.95 轮毂电机驱动,效率要高,95~0.98
3. 1汽车的驱动力
• 3. 车轮的半径
自由半径 r—无载
静力半径 rs —静载 滚动半径 rr —动载
Pa
=
(
f mg c osa
mg sin a
1 2
CD Aur 2
m
du )u dt
22
电动汽车坡路加速度选择
23
4电动汽车电动机功率的初步确定
• 电动汽车功率选择
选择功率计算公式计算的最大值 乘以一个功率系数
功率系数
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5电动汽车的几个性能参数的选择
• 5. 1车辆最高车速、最大爬坡度与传动比关系 • 5. 2传动比选择 • 5. 3电动汽车加速性能
最高车速越高,传动系统速比越小,爬坡能力越差 爬坡能力越强,传动系统速比越大,最高车速越低
26
5. 2传动比选择
• (1)高速状态下的传动比需求
驱动力是否合适
•传动比 i = igi0
•高速挡 •最高车速 ut = 轮r
磁损耗公式
磁损耗公式
磁损耗是指电机在运行过程中,由于磁场的作用,电机内部的电流产生的热量,从而使电机的效率降低。
磁损耗公式是用来计算电机磁损耗的一种公式,它可以帮助我们更好地了解电机的磁损耗情况。
磁损耗公式的基本形式是:P=K*I^2*f,其中P表示磁损耗,K表示磁损耗系数,I表示电流,f表示频率。
磁损耗系数K是电机磁损耗的重要参数,它可以反映电机的磁损耗情况。
K的
值取决于电机的结构、材料和工艺等因素,一般情况下,K的值越大,电机的磁损
耗越大。
电流I是电机磁损耗的另一个重要参数,它可以反映电机的负载情况。
一般情
况下,电流越大,电机的磁损耗越大。
频率f是电机磁损耗的另一个重要参数,它可以反映电机的工作频率。
一般情
况下,频率越高,电机的磁损耗越大。
磁损耗公式可以帮助我们更好地了解电机的磁损耗情况,从而更好地控制电机
的磁损耗,提高电机的效率。
新能源汽车技术 第2版 第5章 电动汽车驱动电机
6. 麦克斯韦应力 弗莱明法则描述的是被放置在真空中的导体情况, 而电动机线圈被放置在铁心槽中, 仅利 用弗莱明法则无法全面说明电磁力的产生。 如图 5-3a 所示, 受到的外部磁力线用直线表示, 电流产生的磁力线呈同
F1 = F2 = NBIl T = NBIla = NBIA
力、
转矩都为 N 倍,
表示为
图 5-4 作用在矩形线圈上的力与转矩
2. 转矩及功率 如图 5-5 所示, 将悬臂安装在电动机 轴上, 在其前端放置量秤, 电 动机旋转时 会有力作用在量秤上。 如果让电动机停止 转动, 电动机 轴与悬臂固定连接, 那么该 力则成为起动电动机的力。 另外, 轴与悬 臂间隙配合, 如果轴与悬臂的固定部位边 摩擦边转动, 则该力也是旋 转中产生的驱 动力。 转矩值可以通过功率和转速求得。 电动机功率 P o 、 转速 n 与电动 机转矩 T 的关系如下:
1. 电磁力与转矩 电流与磁场产生的力, 在旋转运动中可以作为转矩来考虑。 如图 5-4 所示, 矩形线圈通电 后, 作用于线圈的电磁力
可表示为
转矩 T 可表示为 式中, A 为矩形线圈环绕的面积。
F1 = F2 = BIl T = F1 a / 2 +F2 a / 2 = BIla = BIA
线圈匝数为 N 的情况下,
( 称为动生电动势)。 当接通交流电时, 由于电流随时间而变 化, 因此需要考虑由磁通量随时间变化产生的电磁 感应电动势 ( 称为感生电动势)。 电磁力也 需考虑两种情况: 由于磁场与电流相互作用, 产生弗莱明左手法则所 描述的电磁力; 铁心中的 磁通量分布产生的麦克斯韦应力。
电车能量转化损耗计算公式
电车能量转化损耗计算公式电车作为一种环保、节能的交通工具,受到了越来越多人的青睐。
然而,电车在能量转化过程中会产生一定的损耗,这对于电车的能源利用效率和运行成本都有着重要的影响。
因此,了解电车能量转化损耗的计算公式对于提高电车的能源利用效率和降低运行成本具有重要意义。
电车能量转化损耗计算公式可以通过以下公式来表示:能量转化损耗 = 输入能量输出能量。
其中,输入能量指的是电车电池中储存的能量,输出能量指的是电车在行驶过程中利用的能量。
能量转化损耗可以通过实验测量得到,也可以通过理论计算得到。
在实际应用中,我们通常会通过理论计算来估算电车能量转化损耗,以便更好地优化电车的设计和运行。
电车能量转化损耗的计算公式可以通过以下几个方面来进行详细分析和讨论:1. 电池内部电阻损耗。
电池内部电阻是导致电池能量转化损耗的一个重要因素。
在电池充放电的过程中,由于电池内部电阻的存在,会导致一定的能量损耗。
电池内部电阻损耗可以通过以下公式来表示:电池内部电阻损耗 = I^2 R t。
其中,I为电流,R为电池内部电阻,t为时间。
通过这个公式,我们可以估算出电池在充放电过程中因内部电阻而产生的能量损耗,从而更好地优化电池的设计和选择合适的充放电策略。
2. 电机转化效率。
电机是电车能量转化的关键部件,它将电能转化为机械能驱动车辆运行。
然而,电机在能量转化过程中会产生一定的损耗,这部分损耗可以通过电机的转化效率来进行估算。
电机转化效率可以通过以下公式来表示:电机转化效率 = 输出功率 / 输入功率。
通过这个公式,我们可以估算出电机在能量转化过程中的损耗,从而更好地选择合适的电机和优化电机的工作状态,提高电机的转化效率,降低能量转化损耗。
3. 能量转化系统的整体效率。
除了电池和电机之外,电车的能量转化系统还包括了能量管理系统、传动系统等多个部件,这些部件在能量转化过程中也会产生一定的损耗。
因此,我们还需要考虑整个能量转化系统的整体效率,通过以下公式来进行估算:整体效率 = 输出能量 / 输入能量。
新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计
新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,新能源汽车作为清洁、高效的交通方式,受到了越来越多的关注和推广。
新能源汽车驱动用永磁同步电机作为新能源汽车的核心部件,其性能直接影响到汽车的动力性、经济性和环保性。
因此,对新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计进行研究,对于推动新能源汽车产业的发展具有重要意义。
本文旨在探讨新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计原理、设计方法及优化策略。
对永磁同步电机的基本原理和特点进行介绍,包括其工作原理、结构特点以及与传统电机的区别。
详细介绍永磁同步电机的设计方法,包括电机参数的确定、电磁设计、热设计、强度设计等方面,并给出具体的设计流程和注意事项。
在此基础上,探讨永磁同步电机的优化策略,包括材料优化、结构优化、控制策略优化等,以提高电机的性能和经济性。
结合具体案例,分析永磁同步电机在新能源汽车中的应用和实际效果,为新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计提供有益的参考和借鉴。
通过本文的研究,希望能够为新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计提供理论支持和实践指导,推动新能源汽车产业的可持续发展。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)是一种利用永磁体产生磁场,实现电能与机械能转换的装置。
其基本原理与传统的电励磁同步电机相似,但省去了励磁绕组和励磁电源,从而提高了效率并简化了结构。
PMSM的核心组成部分包括定子、转子和永磁体。
定子通常由多层绝缘铜线绕制而成,形成电磁场。
转子则装有永磁体,这些永磁体产生的磁场与定子中的电磁场相互作用,产生转矩,从而驱动电机旋转。
在PMSM中,电机的旋转速度与供电电源的频率和电机极数有着严格的关系,这也是其被称为“同步电机”的原因。
当电机通电时,定子中产生的旋转磁场会拖动转子上的永磁体旋转,而由于永磁体的磁场是固定的,因此转子会跟随定子磁场的旋转而旋转,从而实现电能到机械能的转换。
高速电机涡流损耗计算公式
高速电机涡流损耗计算公式引言。
高速电机在现代工业中扮演着重要的角色,它们被广泛应用于风力发电、电动汽车、航空航天等领域。
然而,高速电机在运行过程中会产生涡流损耗,这对电机的效率和性能产生负面影响。
因此,准确计算高速电机的涡流损耗对于提高电机的效率和性能至关重要。
本文将介绍高速电机涡流损耗的计算方法及其相关公式,以帮助工程师和研究人员更好地理解和优化高速电机的设计和运行。
涡流损耗的概念。
涡流损耗是指高速电机在运行过程中由于感应电流在导体中产生的能量损耗。
当高速电机中的导体受到交变磁场的影响时,会产生涡流,这些涡流会在导体内部产生额外的电阻,导致能量的损失。
涡流损耗是高速电机中重要的能量损耗来源之一,对电机的效率和性能有着重要的影响。
涡流损耗的计算方法。
涡流损耗的计算方法通常基于涡流密度和导体材料的电阻率。
一般来说,涡流密度可以通过电磁场分析得到,而导体材料的电阻率可以通过材料特性表或实验测量得到。
根据这些参数,可以利用以下公式计算高速电机的涡流损耗:P_eddy = K B_max^2 f^2 V / ρ。
其中,P_eddy表示涡流损耗,单位为瓦特(W);K为比例系数;B_max为最大磁感应强度,单位为特斯拉(T);f为频率,单位为赫兹(Hz);V为体积,单位为立方米(m^3);ρ为电阻率,单位为欧姆·米(Ω·m)。
从上述公式可以看出,涡流损耗与磁感应强度的平方、频率的平方和导体体积成正比,与导体材料的电阻率成反比。
因此,在设计高速电机时,可以通过调整磁感应强度、频率和导体材料来降低涡流损耗,从而提高电机的效率和性能。
涡流损耗的优化。
为了降低高速电机的涡流损耗,可以采取以下几种优化措施:1. 优化电磁设计,通过优化电机的电磁设计,可以降低磁感应强度的不均匀性,从而减小涡流损耗。
2. 选择合适的导体材料,选择具有较低电阻率的导体材料,可以降低涡流损耗。
3. 降低频率,降低高速电机的工作频率,可以减小涡流损耗,但需要在保证电机性能的前提下进行。
纯电动汽车驱动电机损耗计算及温度特性分析
依据电磁场理论基础,搭建了电机二维有限元模型,基于损耗产 生机理,结合数值方法和有限元方法,分析计算了额定工况下电 机的铁芯损耗、绕组铜耗、永磁体涡流损耗,为后续电机温度场 仿真提供热源参数。依据计算流体动力学基本思想,基于流体力 学与传热学理论,简化了电机温度场求解物理模型和数学模型, 并给定了相应的求解边界条件。
仿真额定工况运行下电机的稳态和瞬态温度分布,获得了电机温 度分布规律。介绍了电机温升试验的目的和方法,搭建温升试验 平台进行电机温升试验,验证了样机理论计算和温度场仿真的合 理性。
对流传热系数是影响电机散热与温度分布的重要因素。结合压 力损失计算和对流传热系数求解的理论分析,仿真计算了水冷结 构、水道数目等结构参数的改变对电机流场和温度场的影响;对 比分析了冷却液流量为2~20ml、冷却介质为不同浓度乙二醇溶 液等物性参数的改变对电机流场和温度场的影响;探究了电机壳 体与定子铁芯的装配间隙对电机温升的影响,为后续电机冷却系 统的设计提供参考依据。
纯电动汽车驱动电机损耗计算及温度 特性分析
永磁同步电机具有体积小、功率密度高等优点,但其损耗密度大、 工作环境相对封闭、散热条件差。温度过高给电机的工作性能 及可靠性带来诸多不良影响,因此准确计算电机内各部件的损耗 和温度场分布,设计合理的冷却系统,将电机运行温度控制在安 全范围内具有重要意义。
本文以纯电动汽车用液冷永磁同步电机为研究对象,对电机主要 部件的损耗进行计算,并对温度特性进行了深入研究。准确计算 电机各部件的损耗是电机温升分析的首要条件。
(完整版)纯电动汽车动力性计算公式
(完整版)纯电动汽车动力性计算公式XXEV 动力性计算1 初定部分参数如下2 最高行驶车速的计算最高车速的计算式如下:mphh km i i rn V g 5.43/70295.61487.02400377.0.377.00max ===?= (2-1)式中:n —电机转速(rpm ); r —车轮滚动半径(m );g i —变速器速比;取五档,等于1;0i —差速器速比。
所以,能达到的理论最高车速为70km/h 。
3 最大爬坡度的计算满载时,最大爬坡度可由下式计算得到,即00max 2.8)015.0487.08.9180009.0295.612400arcsin().....arcsin(=-=-=f rg m i i T dg tq ηα所以满载时最大爬坡度为tan(m ax α)*100%=14.4%>14%,满足规定要求。
4 电机功率的选型纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。
4.1 以最高设计车速确定电机额定功率当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时,电机所需提供的功率(kw )计算式为:max 2max ).15.21....(36001V V A C f g m P d n +=η (2-1)式中:η—整车动力传动系统效率η(包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率),取0.86;m —汽车满载质量,取18000kg ; g —重力加速度,取9.8m/s 2; f —滚动阻力系数,取0.016;d C —空气阻力系数,取0.6;A —电动汽车的迎风面积,取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高);m ax V —最高车速,取70km/h 。
把以上相应的数据代入式(2-1)后,可求得该车以最高车速行驶时,电机所需提供的功率(kw ),即kw1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15.21....(360012max2max<kw V V A C f g m P D n =+=+?=η (3-2) 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率将14%坡度转化为角度:018)14.0(tan ==-α。
电机损耗计算
Power loss:这个名词,出现在11及之前的版本。
指的是感应电流对应的铜耗。
比如鼠笼式异步电机转子导条铜耗,永磁体涡流损耗等。
在12及更高版本中,该名词已更名为Solidloss。
Solidloss:如上解释,出现在12及更高版本中,指的是大块导体中感应电流产生的铜耗。
Coreloss:铁耗。
指的是根据硅钢片厂商提供的损耗曲线,求得的铁耗。
Ohmic_loss:感应电流产生的损耗的密度分布。
也就是Powerloss或Solidloss的密度。
Stranded Loss R:电压源(非外电路中的)对应的绞线铜耗。
Stranded Loss:电流源,外电路中的电压源或电流源,对应的绞线铜耗。
铜耗问题,阐述如下。
铜耗分为2部分,一是主动导体产生的,比如异步和同步电机定子绕组;二是被动导体产生的,比如鼠龙式异步电机转子导条。
主动导体一般是多股绞线(也就是stranded),被动导体一般是大块导体(solid)。
它们分别对应stranded loss(R)和solid loss。
主动导体损耗:需要设置导体为stranded,并施加电压源,电流源或外电路。
当施加的是电压源时,并且给定电机相电阻和端部漏电感(此处针对二维模型)值,则后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss R就是主动导体的损耗,比如异步或同步电机的定子铜耗。
当施加的是电流源,外电路中的电压源或电流源时,后处理中results/create transient report/retangular report/stranded loss就是主动导体的损耗。
建议选用电压源方法计算铜耗,因为电阻值是由用户指定的,而不是软件根据截面积和长度自动计算出来的,这样可以算得比较准确。
被动导体损耗:只需要给定被动导体的电导率,并且set eddy effect,则后处理中solidloss即是被动导体的损耗,比如鼠龙式异步电机转子导条。
车用永磁同步电机铁耗的快速计算方法_张涵
段, 用三维有限元计算磁钢的涡流损耗 : Pe =
vm
∫| J|
2
/ 2 σdv
( 3)
— —磁钢的体积; 式中: vm— J— — —磁钢中的电流密度幅值; — —磁钢的电导率, σ = 62 500 S / m。 σ— 电机为分数槽结构, 定子谐波磁动势含量较 高
图1 永磁电机的结构图
, 电磁负荷也大。 因此 且电机功率密度高, 会在转子上引起大的磁密变化, 使转子铁心和磁 钢损耗增加, 严重时可导致转子温升过高而产生 不可逆退磁现象, 故对转子损耗也进行了分析。
Fast Evaluation Method of Iron Losses of Permanent Magnet Synchronous Motor for Electric Vehicles
ZHANG Han1 , XIE Baochang1 , ZHANG Zhouyun2 , YING Hongliang2 , DING Xuanming2 ( 1. Department of Electrical Engineering ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200240 ,China; 2. Technical Center,Shanghai Edrive Co. ,Ltd. ,Shanghai 200240 ,China)
张
摘
提出了一种快速计算铁耗的方法, 可以通过少 要: 为了缩短车用永磁同步电动机的铁耗计算时间,
量有限元铁耗计算结果推得所有工况下的电机铁耗 。根据不同工况下的控制方法求得负载电流, 以其作为激 励, 用有限元方法求解不同工况下的电机磁密和铁耗 。分析了电机定转子铁心和磁钢的关键点位置的磁密变 化情况, 找到了影响电机不同部分铁耗的主要磁密分量及其与负载电流的关系, 进而对电机定转子铁心和磁 钢铁耗提出了相对应的快速计算方法 。快速计算方法利用有限元计算取得某些特定工况的铁耗和重要的曲 线及系数, 随后经过简单的数学运算就可以求取电机任意工况下的铁耗, 显著缩短计算时间。 用该法可迅速 求得各转速不同工况下的铁耗变化范围, 为电机效率和温升计算提供依据 。 关键词: 永磁同步电机; 铁耗; 有限元; 关键点; 快速计算 中图分类号: TM 351 文献标志码: A 6540 ( 2013 ) 12000906 文章编号: 1673-
电机电磁功率计算公式
电机电磁功率计算公式一、电机电磁功率的基本概念。
电机的电磁功率是指电机通过电磁感应作用,将电能转换为机械能(电动机情况)或者将机械能转换为电能(发电机情况)的这部分功率。
它是电机能量转换过程中的一个关键物理量。
1. 对于直流电动机。
- 已知电枢电动势E = C_e¶hi n(其中C_e为电动势常数,¶hi为每极磁通,n 为电机转速),电枢电流为I_a。
- 电磁功率P_em=E I_a。
- 从能量转换角度来看,电源输入电功率P_1=UI(U为电枢电压,I为总电流,对于并励电动机I = I_a+I_f,I_f为励磁电流;对于串励电动机I = I_a),电枢回路铜损耗p_Cua=I_a^2R_a(R_a为电枢电阻),电磁功率P_em=P_1-p_Cua。
2. 对于直流发电机。
- 同样E = C_e¶hi n,I_a为电枢电流。
- 电磁功率P_em=E I_a。
- 从能量转换角度,发电机输出电功率P_2=UI(U为电枢端电压,I为负载电流),电枢回路铜损耗p_Cua=I_a^2R_a,电磁功率P_em=P_2+p_Cua。
1. 三相异步电动机。
- 设三相异步电动机定子输入功率为P_1,定子铜损耗为p_Cu1,铁损耗为p_Fe,转子铜损耗为p_Cu2,机械损耗为p_mec,附加损耗为p_ad。
- 电磁功率P_em=P_1-p_Cu1-p_Fe。
- 另外,根据等效电路原理,电磁功率P_em=3I_2^′ 2frac{R_2^′}{s}(其中I_2^′为转子折算到定子侧的电流,R_2^′为转子电阻折算到定子侧的值,s为转差率)。
2. 三相同步发电机。
- 设相电压为E_0(空载电动势),相电流为I,功率因数角为φ。
- 电磁功率P_em=m E_0Icosθ(其中m = 3为相数,θ=ψ-φ,ψ为内功率因数角)。
- 从能量转换角度,如果输入机械功率为P_1,机械损耗为p_mec,铁损耗为p_Fe,则电磁功率P_em=P_1-p_mec-p_Fe。
电机力计算公式
电机力计算公式电机力的计算公式,这可是个有点复杂但又超级有趣的话题!咱们先来说说电机力是咋回事。
简单来讲,电机力就是电机在工作的时候产生的能够推动或者拉动东西的力量。
就好像一个大力士,能使出多大的劲儿来干活儿。
那电机力的计算公式到底是啥呢?常见的有电磁转矩公式 T = K * I * Φ 。
这里的 T 就是电机的转矩,K 是个常数,跟电机的结构有关系,I 呢是电流,Φ 是磁通量。
举个例子哈,我之前在一个工厂实习的时候,就碰到过跟电机力相关的事儿。
那是一条生产线上的大型电机,负责带动输送带运转。
有一天,输送带突然走得很慢,工人们都急坏了,以为是电机出了大毛病。
技术人员赶来一检查,发现是电流不太稳定,导致电机力不足。
他们就是通过这个计算公式,找到了问题所在,调整了相关参数,让生产线又顺利运转起来啦。
再说电机力的计算,还得考虑电机的类型。
比如说直流电机和交流电机,它们的计算公式就有点不太一样。
直流电机相对简单些,交流电机就复杂一些,因为交流电机的磁场是不断变化的。
还有啊,电机力的大小也不是一成不变的,会受到很多因素的影响。
比如说温度,要是电机工作的时候温度太高,那电阻就会变大,电流就会变小,电机力也就跟着变小啦。
在实际应用中,要准确计算电机力可不容易。
得对电机的各种参数了如指掌,还得考虑到周围的环境因素。
有时候一个小小的误差,可能就会导致整个系统出问题。
另外,电机力的计算在很多领域都非常重要。
像电动汽车,要是电机力计算不准确,车跑起来可能就没劲儿,或者耗电量太大。
在工业生产中,电机力不够,生产效率就上不去。
总之,电机力的计算公式虽然看起来有点头疼,但只要咱们认真去琢磨,多结合实际情况,就能把它搞明白,让电机乖乖地为我们出力干活儿!好啦,关于电机力计算公式就先跟您唠到这儿,希望对您有点帮助!。
电动汽车计算公式
1、电机额定功率计算
总质量(kg ) 迎风面积 风阻系数 摩擦系数 最高车速(km/h ) 传动效率 重力加速度
2、电机最大功率计算
迎风面积 风阻系数 摩擦系数 爬坡车速(km/h ) 传动效率 重力加速度 爬坡度(℃) 3、电机额定转速计算
减速比 车速(km/h ) 滚动半径(m ) 4、电机额定扭矩计算
电机额定功率(kW ) 电机额定转速(r/min ) 5、电机峰值扭矩的计算
电机驱动力(N.m ) 滚动半径(m ) 主减速比 传动效率
6、电池容量的计算
所需电池功率(kW ) 续使里程(km ) 车速(km/h ) 效率
7、驱动力的计算
总质量(kg ) 迎风面积 风阻系数 摩擦系数 爬坡车速(km/h )
传动效率 重力加速度 爬坡度(℃)
8、加速时间的计算
总驱动力(N.m ) 终止速度(km/h ) 起始速度(km/h ) 总质量(kg )
2221
sin()cos()360021.150.756.6201175009.8sin()175009.8cos()0.009382036000.960.921.15d i i
t mc C A V Pmc m g m g f V ααηηαα⎡⎤⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⎢⎥⋅⋅⎣⎦⎡⎤⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⎢⎥⋅⋅⎣⎦。
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新能源汽车驱动电机电磁力及损耗计算CaseStudy•基于已有总成外壳、定子结构尺寸,设计电机转子结构•定子结构保持不变−定子轴长:170 mm−定子槽数:48槽−定子内径D:142 mm•基于整车参数确定电机性能规格要求整车参数开发目标•电机性能需求估算•电机最高转速:n max=i∗v max0.377r=8.048∗1200.377∗0.313≈8185rpm考虑10%余量,电机最高转速要求n max>9003rpm•电机额定功率:(按30min最高持续车速100km/h确定)P e≈29.6kW•电机额定转速:(按车辆常规转速60km/h确定)n e=i∗v500.377r=8.048∗600.377∗0.313≈4092rpmT e=9550∗P en e≈70Nm•电机额定转矩:•电机性能需求估算•电机最大功率、最大扭矩:n max_100=i∗v max0.377r=8.048∗1000.377∗0.313≈6821rpm持续100km/h运行30min电机转速T vmax_100≥mgf+C D AV221.15i∗η≥39.5Nm•由爬坡及0-100km/h加速计算:T max≥220NmP max≈89kW•电机性能需求参数表:峰值功率(kW)≥ 89额定功率(kW)≥ 29峰值扭矩(Nm)≥ 220额定扭矩(Nm)≈ 70最高转速(rpm)≥ 9000额定转速(rpm)≈ 4092•基于FluxMotor的快速设计转子:8极选用V型转子结构气隙长度:0.8mm•定子绕组设计单层短距绕组节距:5并联支路数:4线径:0.574 mm圆线设计绕组磁动势MMF谐波分析•电机基本性能快速评估•齿槽转矩•空载反电势•额定性能(基于正弦驱动)•输入参数:•最大相电流:220A•最大线电压:290V•DC母线电压:410V•控制方式:MTPV•峰值转矩:248.2 Nm•基速:3370 rpm•效率:96.9%•转矩脉动:32.16%•基于HyperStudy的快速参数优化:•从FluxMotor中快速输出用于HyperStudy的优化文件•优化磁体形状参数•目标:转矩脉动最小•HyperStudy设置优化目标及约束•目标:转矩脉动最小•约束:•平均转矩大于等于245 Nm•基速大于等于3300rpm优化后:•平均转矩:244.6 Nm•转矩脉动:14.6%•基速:3362•优化前后电机参数对比初始设计优化后初始设计:32.15%优化后:13.4%•基于优化后的电机参数计算电机输出特性•输出电机T-S曲线(电流、控制角曲线)•或指定运行工况输出曲线(duty cycle)额定转速工作点(70Nm, 4092rpm)•从FluxMotor中输出电机Flux2D分析执行文件(python脚本),用于定子电磁力计算及电机损耗输出Flux2D中瞬态磁场计算FluxMotor中输出的脚本包含所有属性及参数设置(网格、材料、物理定义、电路、运动属性等),可直接启动瞬态磁场计算。
Flux2D执行多转速参数扫描计算•修改绕组输入电流、控制角为与转速相关的表格参数(基于FluxMotor的T-S计算输出曲线或指定工作点)设置转速或计算工况参数扫描计算,并激活参数化并行计算功能(Parametric distribution)电机NVH 计算——电磁力提取GeometryMeshPhysicsSolvingPost-processingMechanical meshVibratory response Acoustic responseTransient applicationForces import from Flux GeometryOptiStructFlux旋转电机齿部表面电磁力提取步骤:HyperMesh1-导入定子表面网格文件(OptiStruct/Nastran文件:*.bulk, *.fem, *.nas…)Geometry Mesh Physics Solving Post-processingAnalysis on one mechanical period + Forcescomputation + Visualization + Forces exportTransient application2-电磁力计算计算气隙半径:定子侧1/4气隙处202021121t n H B ⨯⨯−⨯⨯μμtn H B ⨯按Maxwell 应力张量计算电磁力:可以只计算1/n 机械周期,减少计算量,软件自动进行数据重构。
n 最小为1/2p (p-极对数)自动执行FFT 计算GeometryMeshPhysicsSolvingPost-processingAnalysis on one mechanical period + Forces computation + Visualization + Forces exportTransient application3-电磁力结果显示查看时域力(指定时刻电磁力分布)电磁力结果分为:径向、切向、合成显示方式分为:节点力、集总力电磁力频域分布GeometryMeshPhysicsSolvingPost-processingAnalysis on one mechanical period + Forces computation + Visualization + Forces exportTransient application3-电磁力结果显示电磁力结果改为集总力显示方式(每个齿的合力)Geometry Mesh Physics Solving Post-processingAnalysis on one mechanical period + Forcescomputation + Visualization + Forces exportTransient application4-电磁力结果输出节点电磁力结果输出,支持多种结构求解器格式Geometry Mesh Physics Solving Post-processingAnalysis on one mechanical period + Forcescomputation + Visualization + Forces exportTransient application电机NVH计算——电磁力提取5-多转速电磁力结果提取Flux中提供多转速电磁力提取宏程序:“ExportNastranVariousSpeeds.PFM”•电磁激振力分为三种载荷类型•径向力载荷•切向力载荷•合成矢量•从Flux 中输出的电磁力载荷可直接用于OptiStruct 结构模型加载,无需网格映射•Flux 中计算输出的是电磁力(N ),非电磁力密度(N/mm 2)GeometryMechanical meshForces import fromFluxNVH analysisERP outputMaster file : MeshProperties / Material Subcase definitionInclude file from Flux :Excitation / Forces电机NVH 计算——OptiStruct 中加载电磁力•在Flux中查看电磁力时空分布•在Flux中查看电磁力频域空间阶次分布•通过Compose对Flux计算输出的定子齿合力进行电磁力力波分析:空间分解+时间分解本例中,定子齿电磁力主要空间阶次分量:8阶、16阶时间谐波阶次主要分量:8、16、248极48槽电机(整数槽),电磁力波阶次为极数的整数倍•通过Compose对Flux计算输出的定子齿合力进行电磁力力波分析定子齿电磁力瀑布图•转子斜极的电磁力处理方法:1)采用FluxSkew 计算瞬态磁场电机NVH 计算——转子斜极电磁力计算2)采用多段Flux2D计算,分段提取齿部电磁力,结构中分段加载3)采用Flux3D 计算February 11, 2020Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.©电机损耗提取Flux –AcuSolve耦合•对定子/转子硅钢片定义Berttoti’s铁损计算变量:Spatial quantity for I/O context•对转子硅钢片定义Berttoti’s铁损计算变量:Spatial quantity for I/O context进入Import/Export contextI/O Context –创建计算Data Support!A 3D full device support can be defined from a 2D section!I/O Context –Thermal data collection (magnet)I/O Context –Generic data collections (iron)I/O Context –Generic derived collectionsSend average losses values to AcuSolveI/O Context –Collect dataI/O Context –Data VisualizerI/O Context –Data ExportFebruary 11, 2020Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.©Thank you!。