电气设备导线交流电阻系数特性及损耗研究

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1、虞振洋高速电机研究小组2012/4/27南京航空航天大学1/12研究背景交流电阻系数特性损耗计算总结直流电阻交流电阻电气设备导线直流电流集肤效应邻近效应交流电流2/12在计算导线损耗：交流电阻？直流电阻？Rw:交流电阻；Rw(ac) :直流电阻；A:效应系数。d:导线直径；p:相邻导线间的距离；m:导线在频率为 f时的投入深度。3/1222222sin 22sin 2AAwacAAw dceeARKAReeA344mddAp0wmf单层导体32304wbsrwpffd Kac=A! Kac.mac is designed to calculate the ac resistivity coef

2、ficient of a coil! developed by Group of High Speed Machine (GHSM),Yu Zhenyang,2012.4.18! Arg1: Frequency;! Arg2: Diameter of the wire;! Arg3: Resistivity of the wire; Freq=Arg1 D=Arg2 Ru=Arg3 4/12 p=1.1*D !两个导线之间的距离等于导线的直径两个导线之间的距离等于导线的直径1.1倍倍 pi=3.14 u0=4*pi*10*(-7) !Air permeability dw=(Ru/(pi*u0

3、*Freq)*0.5 !Skin depth of the wire At=(pi/4)*0.75*D*1.5/dw/p*0.5 !Dimensionless quantity of round wire5/12Fbs=(4/pi)*1.5*(Ru*p/u0/pi/D*3) !Freq range *IF,At,GT,Fbs,THEN Kac=At *ELSE Kac=At*(exp(At*2)-exp(-2*At)+2*sin(2*At)/(exp(2*At)+exp(-2*At)-2*cos(2*At) *ENDIF! The end6/121010E210E310E410E510E611

4、.0001.0001.0021.2053.99112.0331.0001.0021.1693.78911.9736.0851.0001.0141.8916.30719.9465.137/13频率（Hz) 直径（mm)22222sin 22sin 2AAacAAeeAKAeeAA 1.0 Kac = 1A 10 Kac = A 简化程序： 红色部分改为*IF,At,LE,1.0,THEN Kac=1 *ELSEIF,At,LE,10 Kac=At*(exp(At*2)-exp(- 2*At)+2*sin(2*At)/(exp(2*At)+exp(-2*At)-2*cos(2*At) *ELSE Kac=At*ENDIF8/139/13呈指数变化F(Hz)KacLg(F)Lg(D)KacHzmmp直流损耗p交流损耗 10/132DCPI R22iiiACiACDCpI RI KR22111innniiaciACDCiiiPpI RI KR傅里叶变换计算交流电阻系数Kaci计算求和11/1312/13由肌肤效应和邻近效应产生的交流电阻在高频场合是不能用直流电阻代替的。1交流电阻系数相对于频率和直径呈指数增的形式变化，高频下变化明显。2高频下运用傅里叶将电流展开成各次谐波并运用交流电阻系数计算交流损耗。3谢谢 谢！谢！请老师和各位同学批评指正！请老师和各位同学批评指正！13/13