团队简介

朱洒，博士研究生，河海大学电力能源与电气设备学校老师，大全集团博士研究生，IEEE Member。主持人我国社会科学青年基金1项、江苏社会科学青年基金1项、我国博士后基金面上项目1项、当选2019年江苏"创业创新方案"。发布SCI期刊毕业论文11篇，申请办理专利发明5项、软件著作5项。现阶段关键专注于健全根据时域小数字信号处理的永磁电机PWM谐波电流损耗计算方式、开发设计具备独立专利权的电器设备多物理学场模拟仿真制图软件。

引言

明确提出一种融合CE-FEA、时域小数字信号处理和矩形框永磁体涡流损耗分析实体模型，迅速计算电压源型逆变电源供电系统下聚磁式场调配永磁电机中永磁体涡流损耗的方式。

根据本方式，仅需1步静态数据有限元分析计算就可以搭建出永磁体中关键低頻交替变化磁密份量；仅需4步时谐有限元分析计算就可以得到PWM谐波电流工作电压与高频率交替变化磁密中间关联，从而融合分析实体模型完成永磁体涡流损耗的迅速计算。与传统式时步有限元原理对比，本方式计算总损耗的相对偏差低于4%，计算速率提升了数百倍之上。

选题背景

为实时处理机的转距与转速比，绝大多数永磁电机全是和电压源型逆变电源相互配合应用的。逆变电源供电系统下的永磁电机中不但存有基波电流量造成的损耗，还存有PWM谐波电流工作电压磁感应出的PWM谐波电流损耗，对他们开展精确模型计算是保证 电机安全性运作、完成电机-逆变电源系统软件级可靠性设计的前提条件。

传统式根据一歩长时步有限元分析计算PWM谐波电流损耗的方式较大的缺陷便是用时太长，且聚磁式场调配永磁电机的有限元分析实体模型比一般永磁电机网格图总数更高，促使在这类电机上应用传统式方式的缺陷更加显著。因而，必须科学研究可以合理摆脱这一缺陷的新方式。

毕业论文方式及创新点

最先参考CE-FEA的观念。运用聚磁式场调配永磁电机最少对称性有限元分析实体模型中永磁体总数多、且每片永磁体中磁密转变 波型均相距一定相角的特性，根据对两步有限元分析计算获得的每片永磁体中交替变化磁密波型开展移相转换，就可以搭建出一块稀土永磁在一个详细周期时间内的交替变化磁密波型。

比如图1所显示，根据5步有限元分析计算获得的14块永磁体内的磁密转变 波型，历经移相转换就可以得永磁体1在全部周期时间的磁密转变 波型。随后对其开展傅立叶溶解获得关键交替变化份量，最终融合永磁体分析损耗实体模型就可以计算出基波电流量造成的低頻损耗。

上式中得出了创作者明确提出的矩形框永磁体涡流损耗实体模型：

公式计算

实践经验证明，针对所科学研究的样品，仅开展1步时步有限元分析计算搭建的磁密波型就早已包括了关键的低頻交替变化磁密份量，根据此就可以精确计算出稀土永磁内的低頻涡流损耗。

图1

在计算PWM谐波电流损耗时，根据PWM谐波电流工作电压在永磁电机中引进的高频率谐波幅度值不大、不能危害铁氧体磁芯饱和的假定，大家明确提出选用锁定增加量导磁率法搭建永磁电机部分归一化处理实体模型，为此为基本选用电压源为键入的时谐有限元原理科学研究PWM工作电压中的高频率份量与永磁体中高频率交替变化磁密中间的函数关系，从而完成以电机转子平面坐标下的PWM工作电压频带为键入，迅速计算永磁体中的PWM谐波电流损耗。

这类方式的完成观念类似剖析三极管沟通交流变大特点的小数字信号处理，故将这类统计分析方法称之为永磁电机时域小数字信号处理，通称小数字信号处理。将由锁定增加量导磁率法完成的部分归一化处理实体模型称之为永磁电机小数据信号实体模型。图2中得出了所提方式的详细流程表。

实践经验证明，传统式选用三维有限元分析计算方式所需1220min才可以进行的计算每日任务，选用本方式只需3.1min就可以进行，总损耗相对偏差不超过4%，而可以将计算時间降低400倍之上。

图2

结果

根据CE-FEA和永磁体涡流损耗分析实体模型紧密结合能够迅速计算FCFMPM电机內部的低頻涡流损耗；而根据小数字信号处理与分析损耗实体模型紧密结合能够迅速计算永磁体中的PWM谐波电流损耗。至少仅必须1步二维TSFEA和4步二维THFEA就可以迅速计算逆变电源供电系统下的永磁体涡流损耗。计算总损耗相对性计算偏差低于4%，计算時间减少了数百倍之上。

文中证实了根据时域小数字信号处理迅速计算永磁电机的PWM谐波电流损耗的方式一样适用场调配型永磁电机，为永磁电机-逆变电源信息系统集成快速优化设计方案确立了基本。根据时域小数字信号处理的方式还可以用来迅速计算铁氧体磁芯中的PWM谐波电流铁耗，且这类方式在不一样种类的永磁电机上都普遍可用，这种将在大家将来的科学研究中再次开展。

引入文中

朱洒, 卢智鹏, 王卫东, 田建, 王豪. 根据CE-FEA和小数字信号处理迅速计算逆变电源供电系统下聚磁式场调配电机中永磁体涡流损耗[J]. 电工学学刊, 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.

朱洒, 卢智鹏, 王卫东, 田建, 王豪. 根据CE-FEA和小数字信号处理迅速计算逆变电源供电系统下聚磁式场调配电机中永磁体涡流损耗[J]. 电工学学刊, 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.