一、损耗分析及计算

永磁同步电动机稳态运行时的损耗包括：定子铜损耗、铁损耗、机械损耗及杂散损耗四项损耗。

1.定子铜损耗

永磁同步电动机定子铜损耗P_Cu1与三相异步电动机定子铜损耗计算公式相同

P_Cu1=3I²₁r₁ （8-1）

2.铁损耗

永磁同步电动机的铁损耗P_Fe不仅与电动机所采用的硅钢片材料有关，而且随电动机的工作温度、负载大小的改变而变化。这是因为电动机温度和负载的变化导致电动机中永磁体工作点改变，定子齿、轭部磁密也随之变化，从而影响到电动机的铁损耗。工作温度越高，负载越大，定子齿、轭部的磁密越小，电动机的铁损耗就越小。

永磁同步电动机铁损耗的准确计算非常困难。这是因为永磁同步电动机定子齿、轭磁密饱和严重，且磁通谐波含量非常丰富的缘故。工程上常采用与感应电动机铁损耗计算类似的公式，然后根据实验值进行修正。图8-8为某稀土永磁同步电动机的铁损耗随输出功率变化的曲线。

3.机械损耗

永磁同步电动机的机械损耗与其他电机一样，与所采用的轴承、润滑剂、冷却风扇和电动机的装配质量等有关，其机械损耗可根据实测值或参考其他电机机械损耗的计算方法计算。

图8-8 稀土永磁同步电动机铁耗-负载曲线(www.daowen.com)

4.杂散损耗

永磁同步电动机杂散损耗目前还没有一个准确的计算公式，一般均根据具体情况和经验确定。随着负载的增加，电动机电流增大，杂散损耗近似随电流的平方关系增大。当定子相电流为I₁时，电动机的杂散损耗可用下式近似计算：

式中 I_N——电动机额定相电流（A）；

P_sN——电动机输出额定功率时的杂散损耗（kW）。

二、永磁同步电动机的工作特性

永磁同步电动机的工作特性是指外加电压和频率均为额定值时，电动机的效率、功率因数、定子电流、电磁转矩与输出功率之间的关系。即cosφ、η、I₁、T_em=f（P₂/P_N）的关系曲线。它是永磁同步电动机选择和使用中的重要参考资料。在额定电压和额定频率下，常用永磁同步电动机的工作特性曲线如图8-9所示。由图可以看出：在空载至满载过程中，功率因数变化很小；效率上升很快，之后几乎是一条直线，具有非常宽的经济运行范围；定子电流和电磁转矩与输出功率基本上是正比关系。

三相异步电动机的经济运行范围一般为额定负载的60%～100%。而永磁同步电动机不仅额定负载时效率较高，而且在15%～120%额定负载的范围内效率都维持较高值，而且永磁同步电动机在1/4额定负载时，功率因数仍可达到0.92以上，这些指标都是三相异步电动机很难达到的。因此，永磁同步电动机是发展高效电动机的重要方向。

图8-9 工作特性曲线

1—功率因数曲线 2—效率曲线 3—定子电流曲线 4—转矩曲线