永磁电机能量损失有哪些，如何利用这些损失重构电机模型？

电机为电能与动能间的转换机构，永磁电机实际能量转换如下：输入电能流经电机导电线圈，由电磁效应转换为磁能，利用导磁材料传输，与电机內部yongjiu磁铁交互作用，运用磁性力同极相斥异极相吸特性，于电机转子上形成相对运动，产生机械动能输出。

由此可知，永磁电机系统具有电气、磁场及机械三种能量形态，为了将永磁电机实际损失纳入系统中，重新定义永磁电机数学模型，需先针对永磁电机各种损失情况进行解析。

由热力学第二定律可知能量在传输与转换过程中，一定会有损失产生，能量无法百分之百传输，永磁电机可分为电能损失、磁能损失及机械损失三大类別。再将其细部划分后，可整理为以下损失：电压降损、铜损、磁滯损、涡流损、摩擦损、黏滯损及风损。

1电压降损
电压降损属于电气损失的一种，系电机电源连接线及换相器所造成的，电机需经过电源连接线及换相器传输电能至电机线圈，电机线圈具有电阻值，而电源连接线及换相器亦存在电阻值；由电路学可知，两电阻串联会产生分压效果，导致电机线圈受到电压降影响，即电机线圈实际跨压低于输入电压值。


2铜损
铜损亦为电气损失的一种，系指电流通过导电材质时，因材质阻抗所引起之电能传输损失，于电路学中称为导通损失；其来源为电机线圈电阻，线圈实体如下边所示。电机线圈一般采用具有较低阻抗值的铜作为导电材料，故电机导通损失皆直接称为铜损。


3铁损
铁材为最熟知的导磁材料，常称电机导磁材料为铁心，实际应用上，大多选用具有高饱和磁通密度及低损失的矽钢片作为电机导磁材料，矽钢片实体如下边所示。导磁材料所产生之损失统称为铁损，包括磁滯损及涡流损两种，皆为磁能于导磁材料內传输及转换时所造成之损失。


4磁滯损
任何能量于传输及转变过程中，一定会有损失，磁能亦不例外，磁滯损系导磁材料原子结构受到外部磁场变化时，重新排列为磁性方向所需耗损能量。


5涡流损
涡流损亦为导磁材料所产生之损失，属于磁能损的一种；系因电机旋转换相时，瞬间磁场变动，于导磁材料內产生感应电流流动，而造成损失。
6摩擦损
摩擦损为机械损失的一种，当物体于行进间，与其它事物接触面上会产生一方向相反的力，对移动方向之力进行抵抗，即为摩擦损失。摩擦损又可细分为静摩擦损及动摩擦损两种；静摩擦损系描述物体刚开始移动时，需先施较大的力，克服接触面之静摩擦力，方可开始移动；当物体持续行进后，接触面上依然存在一大小固定的摩擦力，即为动摩擦力。


理论上，摩擦力会受到速度参数影响，但影响速度范围非常小，仅在开始移动瞬间內有显著差异，待测电机系快速运转至高速区段，此时仅受动摩擦力影响，故于电机损失分析中，可将摩擦力视为与速度无关之固定损失。
7黏滯损
黏滯损亦为机械损的一种，当物体在移动时，与流体接触面上会具有黏滯力，电机为转子受到空气流体作用，以及轴承潤滑油所造成之黏滯阻力，其特點系黏滯力大小与速度成正比。


8风损
风损为物体移动方向所受到的正向流体阻力，于电机中系受到转动所引起之空气流动，因结构空间限制所产生之流场压力差，进而衍生出來的空气阻力，故称之为风损，与速度呈現二次方曲线关系。


结论
以能量型式解析永磁电机特性参数，并导入电机实际损失，重新架构永磁电机系统模型如下。