永磁電機(jī)能量損失有哪些，如何利用這些損失重構(gòu)電機(jī)模型？

電機(jī)為電能與動(dòng)能間的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，永磁電機(jī)實(shí)際能量轉(zhuǎn)換如下：輸入電能流經(jīng)電機(jī)導(dǎo)電線圈，由電磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換為磁能，利用導(dǎo)磁材料傳輸，與電機(jī)內(nèi)部永玖磁鐵交互作用，運(yùn)用磁性力同極相斥異極相吸特性，于電機(jī)轉(zhuǎn)子上形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)能輸出。

由此可知，永磁電機(jī)系統(tǒng)具有電氣、磁場(chǎng)及機(jī)械三種能量形態(tài)，為了將永磁電機(jī)實(shí)際損失納入系統(tǒng)中，重新定義永磁電機(jī)數(shù)學(xué)模型，需先針對(duì)永磁電機(jī)各種損失情況進(jìn)行解析。

由熱力學(xué)第二定律可知能量在傳輸與轉(zhuǎn)換過(guò)程中，一定會(huì)有損失產(chǎn)生，能量無(wú)法百分之百傳輸，永磁電機(jī)可分為電能損失、磁能損失及機(jī)械損失三大類(lèi)別。再將其細(xì)部劃分后，可整理為以下?lián)p失：電壓降損、銅損、磁滯損、渦流損、摩擦損、黏滯損及風(fēng)損。

電壓降損
電壓降損屬于電氣損失的一種，系電機(jī)電源連接線及換相器所造成的，電機(jī)需經(jīng)過(guò)電源連接線及換相器傳輸電能至電機(jī)線圈，電機(jī)線圈具有電阻值，而電源連接線及換相器亦存在電阻值；由電路學(xué)可知，兩電阻串聯(lián)會(huì)產(chǎn)生分壓效果，導(dǎo)致電機(jī)線圈受到電壓降影響，即電機(jī)線圈實(shí)際跨壓低于輸入電壓值。

銅損
銅損亦為電氣損失的一種，系指電流通過(guò)導(dǎo)電材質(zhì)時(shí)，因材質(zhì)阻抗所引起之電能傳輸損失，于電路學(xué)中稱為導(dǎo)通損失；其來(lái)源為電機(jī)線圈電阻，線圈實(shí)體如下邊所示。電機(jī)線圈一般采用具有較低阻抗值的銅作為導(dǎo)電材料，故電機(jī)導(dǎo)通損失皆直接稱為銅損。

鐵損
鐵材為熟知的導(dǎo)磁材料，常稱電機(jī)導(dǎo)磁材料為鐵心，實(shí)際應(yīng)用上，大多選用具有高飽和磁通密度及低損失的矽鋼片作為電機(jī)導(dǎo)磁材料，矽鋼片實(shí)體如下邊所示。導(dǎo)磁材料所產(chǎn)生之損失統(tǒng)稱為鐵損，包括磁滯損及渦流損兩種，皆為磁能于導(dǎo)磁材料內(nèi)傳輸及轉(zhuǎn)換時(shí)所造成之損失。

磁滯損
任何能量于傳輸及轉(zhuǎn)變過(guò)程中，一定會(huì)有損失，磁能亦不例外，磁滯損系導(dǎo)磁材料原子結(jié)構(gòu)受到外部磁場(chǎng)變化時(shí)，重新排列為磁性方向所需耗損能量。

渦流損
渦流損亦為導(dǎo)磁材料所產(chǎn)生之損失，屬于磁能損的一種；系因電機(jī)旋轉(zhuǎn)換相時(shí)，瞬間磁場(chǎng)變動(dòng)，于導(dǎo)磁材料內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流流動(dòng)，而造成損失。

摩擦損
摩擦損為機(jī)械損失的一種，當(dāng)物體于行進(jìn)間，與其它事物接觸面上會(huì)產(chǎn)生一方向相反的力，對(duì)移動(dòng)方向之力進(jìn)行抵抗，即為摩擦損失。摩擦損又可細(xì)分為靜摩擦損及動(dòng)摩擦損兩種；靜摩擦損系描述物體剛開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，需先施較大的力，克服接觸面之靜摩擦力，方可開(kāi)始移動(dòng)；當(dāng)物體持續(xù)行進(jìn)后，接觸面上依然存在一大小固定的摩擦力，即為動(dòng)摩擦力。

理論上，摩擦力會(huì)受到速度參數(shù)影響，但影響速度范圍非常小，僅在開(kāi)始移動(dòng)瞬間內(nèi)有顯著差異，待測(cè)電機(jī)系快速運(yùn)轉(zhuǎn)至高速區(qū)段，此時(shí)僅受動(dòng)摩擦力影響，故于電機(jī)損失分析中，可將摩擦力視為與速度無(wú)關(guān)之固定損失。

黏滯損
黏滯損亦為機(jī)械損的一種，當(dāng)物體在移動(dòng)時(shí)，與流體接觸面上會(huì)具有黏滯力，電機(jī)為轉(zhuǎn)子受到空氣流體作用，以及軸承潤(rùn)滑油所造成之黏滯阻力，其特點(diǎn)系黏滯力大小與速度成正比。

風(fēng)損
風(fēng)損為物體移動(dòng)方向所受到的正向流體阻力，于電機(jī)中系受到轉(zhuǎn)動(dòng)所引起之空氣流動(dòng)，因結(jié)構(gòu)空間限制所產(chǎn)生之流場(chǎng)壓力差，進(jìn)而衍生出來(lái)的空氣阻力，故稱之為風(fēng)損，與速度呈現(xiàn)二次方曲線關(guān)系。

結(jié)論
以能量型式解析永磁電機(jī)特性參數(shù)，并導(dǎo)入電機(jī)實(shí)際損失，重新架構(gòu)永磁電機(jī)系統(tǒng)模型如下。