永磁同步电机损耗有哪些（永磁同步电机衰减）

1 电机损耗是如何产生的？

永磁同步电机的损耗包括机械损耗、铜损和铁损。其中，机械损失随着转速和工况的不同而不断变化，且不可控。这里仅考虑可控电损耗，包括铁损和铜损。下图是dq坐标系下考虑铁损和铜损的永磁同步电机的等效电路图。

根据上图对电机的损耗进行分析。除图中基本物理量外，Rc为铁损电阻，iod、ioq为呼吸电流分量，icd、icq为铁损电流分量。

我觉得在分析这里的损耗之前，有必要先解释一下图中的几个交流电压源是怎么来的。事实上，他们看起来很熟悉。我们在之前的文章https://blog.csdn.net/sy243772901/article/details/88069309中已经提到，dq轴电压之间存在耦合关系，会产生耦合电压，随着电机转速的增加，也会产生反电动势，这两者都会影响电机的控制。因此，图中的三个电压源均源于此。

2 PMSM损耗数学模型

根据基本功率计算公式P=I^2*R进行计算。可以得到如下关系：

其中，Pcu为铜损，Pfe为铁损。 Phim 是总气隙通量。通过分析上述关系可知，铁损主要由气隙引起，而铜损主要由电枢电流引起。在我的理解中，铁损部分是由电机运行时产生的感应电动势造成的，铜损是由电机运行时产生的感应电动势造成的。该损耗是由电机输出扭矩时的驱动电流造成的。

3 如何做到损失控制最小化？

了解了基本的电路原理和数学模型后，如何实现损耗最小化控制呢？很多时候，得到数学模型后，控制问题实际上就是一个数学问题。根据电机损耗数学模型Pcu和Pfe的表达式，电机总电损耗为：

为了最小化总体损失，您需要对Pl 进行求导以找到极值。此时，损耗模型中的变量包括iod和ioq，其中ioq可以用电磁转矩Te来表示。电机的电磁转矩方程为：

实现损失控制最小就是使上式的值最小化。为了实现最小的系统损耗，系统损耗相对于等效直轴电枢电流的偏导数应为0，如下关系式所示。

最终可以得到如下结果，其中k为加权平均参数，是最小铜损电流和最小铁损电流的平均选择。最后得到iod的值。通过如下控制iod的值，可以实现电机的最小损耗控制。

4 仿真实验结果分析

相同速度和负载条件下的仿真结果如下图所示。蓝线是MTPA控制下的电机损耗，红线是最小损耗控制策略下的电机损耗。后者明显优于前者。

编辑：hfy