熊博文

（格力電器股份有限公司，廣東珠海 519000）

0 引言

高速電機(jī)具有體積小、功率密度大、可直接驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)效率高和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。在渦輪增壓器、高速機(jī)床、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)、制冷行業(yè)的離心式壓縮機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在離心式冷水機(jī)組中，由于適配的高速電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速高，電機(jī)定子損耗以及轉(zhuǎn)子渦流損耗要遠(yuǎn)大于普通電機(jī)。此外，由于變頻器控制所引起大量的高次電流時(shí)間諧波將導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生額外的附加損耗。因此，當(dāng)電機(jī)在高頻高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，由于損耗較大導(dǎo)致定轉(zhuǎn)子溫度急劇上升從而引起電機(jī)各方面性能下降。嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)造成電機(jī)內(nèi)永磁體的不可逆退磁從而降低電機(jī)效率甚至影響電機(jī)運(yùn)行精度。因此，合理地分析高速電機(jī)損耗，計(jì)算變頻器不同載波下的電流時(shí)間諧波所引起的附加損耗對(duì)于高速電機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)具有積極意義[1-4]。

國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)變頻器SVPWM 算法控制下的電流時(shí)間諧波所造成的電機(jī)附加損耗進(jìn)行了較為深入的研究，具有一定的啟示與借鑒意義。佟文明、朱曉峰等[5]研究了變頻器SVPWM 波供電模式下高速電機(jī)附加損耗及溫度，并提出了一種磁-熱雙向耦合的仿真分析方法。佟文明、王云學(xué)等［6］深入研究了在同一變頻器參數(shù)的驅(qū)動(dòng)下內(nèi)置式高速永磁同步電機(jī)在改變磁極結(jié)構(gòu)時(shí)電機(jī)損耗的大小以及分布規(guī)律。朱龍飛等[7]從電機(jī)材料的角度進(jìn)行研究，深入分析了非晶合金與硅鋼片這兩種不同材料下電機(jī)的諧波損耗大小。

本文以一臺(tái)應(yīng)用于離心式冷水機(jī)組中的表貼式高速永磁同步電機(jī)為例，研究了變頻器SVPWM 供電模式下不同載波頻率下的電流時(shí)間諧波的大小、分布規(guī)律以及所引起的電機(jī)附加損耗及變化規(guī)律。通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，精確地測(cè)試了變頻器不同載波頻率下的電流時(shí)間諧波，分析了載波頻率對(duì)電流時(shí)間諧波的影響；同時(shí)應(yīng)用有限元仿真方法，計(jì)算并分析了不同載波下電機(jī)鐵耗的大小及變化規(guī)律；驗(yàn)證了帶入諧波相位角對(duì)電機(jī)鐵耗計(jì)算的影響；通過(guò)不同載波下的電流與理想電流源（純正弦電流）下的電機(jī)損耗對(duì)比，總結(jié)了在變頻器不同載波頻率下高速電機(jī)鐵耗的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)及電機(jī)效率的變化規(guī)律[8]。

1 電流時(shí)間諧波的變化及分布規(guī)律

現(xiàn)代變頻器主要的調(diào)制方式是空間矢量脈寬調(diào)節(jié)（SVPWM）技術(shù)。通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管不同的啟停組合，形成空間電壓矢量得到圓形空間磁鏈?zhǔn)噶?，在電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)變頻器工作時(shí)，由于電壓電流波形的非正弦而產(chǎn)生的諧波稱為電流時(shí)間諧波。其產(chǎn)生的損耗稱為附加損耗。分別是定子鐵心鐵耗以及轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)的渦流損耗（對(duì)于表貼式電機(jī)主要集中在保護(hù)套和永磁體）以及周圍結(jié)構(gòu)件的渦流損耗。

為了反映變頻器輸出電流波形的畸變程度，引入總電流諧波畸變率Ithd來(lái)表示，定義如下：

式中：In為第n次電流時(shí)間諧波有效值；I1為基波電流有效值。

1.1 電流時(shí)間諧波測(cè)試方法

在實(shí)際的測(cè)試中，可以利用高精度功率分析儀測(cè)試變頻器的輸出電流，從而能較為精確地得到變頻器不同載波頻率下各階次電流的時(shí)間諧波含量以及大小[9-10]。

圖1 所示為離心式冷水機(jī)組實(shí)驗(yàn)臺(tái)中功率分析儀的接線示意圖。如圖所示，在實(shí)驗(yàn)中使用高精度功率分析儀采集變頻器輸出端的電流數(shù)據(jù)。需特別注意的是，功率分析儀可以自由設(shè)置采樣頻率。為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)選擇最快50 ms 的采樣頻率。如果選擇最慢的500 ms采樣頻率會(huì)導(dǎo)致某些高階次諧波不會(huì)被儀器采集從而影響數(shù)據(jù)的可靠性。

圖1 功率儀、示波器接線示意圖

圖2 所示為示波器記錄的實(shí)測(cè)電流波形。從圖中可以看出，在變頻器SVPWM 波供電模式下，電流波形對(duì)比純電流源（正弦電流）已明顯發(fā)生畸變。

圖2 示波器實(shí)測(cè)電流波形

1.2 不同載波頻率下電流時(shí)間諧波的變化規(guī)律

本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試了變頻器在8 kHz、10 kHz、12 kHz載波頻率下的電流時(shí)間諧波。表1所示為變頻器在這3種載波頻率下輸出的電流時(shí)間諧波總含量大小。

表1 8 kHz、10 kHz以及12 kHz載波下電流諧波含量

從表中可以看出，隨著變頻器載波頻率的上升（8～12 kHz），電流時(shí)間諧波總含量呈下降的趨勢(shì)（表明電流畸變率不斷減小），諧波含量分別從10%下降至5%最后降至3%。由此可見(jiàn)，提升變頻器載波頻率能顯著削弱電流時(shí)間諧波。圖3～5所示為8 kHz、10 kHz 以及12 kHz 載波下前100階次電流時(shí)間諧波含量的大小。

圖3 8 kHz載波頻率下電流各階次時(shí)間諧波

同時(shí)，隨著變頻器載波頻率的提升，諧波峰值逐漸往高頻移動(dòng)，單次諧波的最高峰值降低。然而在實(shí)際應(yīng)用中，并不是變頻器載波頻率越高越好。

圖4 10 kHz載波頻率下電流各階次時(shí)間諧波

圖5 12 kHz載波頻率下電流各階次時(shí)間諧波

圖6所示為變頻器在各載波頻率下（6～14 kHz）電流的時(shí)間諧波總含量與載波頻率的關(guān)系。從圖中可以看出當(dāng)載波頻率提高到一定程度時(shí)（12 kHz）圖形出現(xiàn)了拐點(diǎn)。即繼續(xù)提升載波頻率，電流諧波含量下降的趨勢(shì)變緩。這一現(xiàn)象表明了提升變頻器載波到一定程度后，繼續(xù)提升變頻器載波頻率對(duì)電流時(shí)間諧波的抑制效果將逐漸減退。而隨著載波頻率的不斷提升，變頻器內(nèi)整流與逆變電路的功率開(kāi)關(guān)管將更加頻繁地啟停，導(dǎo)致功率元器件乃至整個(gè)電路板功耗增大使得變頻器發(fā)熱量顯著上升，導(dǎo)致整個(gè)變頻系統(tǒng)無(wú)法有效散熱。因此為保證變頻器正常運(yùn)行，系統(tǒng)將輸送大量的冷卻液至變頻器以控制在合適的溫度。此外，由于提升載波頻率后電流時(shí)間諧波總含量下降趨勢(shì)變緩，導(dǎo)致高速電機(jī)由電流諧波引起的附加損耗下降不明顯，因此綜合導(dǎo)致整個(gè)冷水機(jī)組效率下降，性能系數(shù)降低[11]。

圖6 不同載波頻率下總電流諧波畸變率

另一方面，由于載波頻率過(guò)高致使功率開(kāi)關(guān)管頻繁啟停，極大地增加變頻器工作時(shí)的不穩(wěn)定性，同時(shí)減少元器件壽命。因此，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，為提升冷水機(jī)組的運(yùn)行效率并保障系統(tǒng)的有效運(yùn)行，對(duì)變頻器載波頻率的選取以及電機(jī)損耗的計(jì)算至關(guān)重要。

2 高速永磁同步電機(jī)損耗分析

高速永磁同步電機(jī)相比普通電機(jī)具有體積小、轉(zhuǎn)速高、功率密度大等特點(diǎn)。因此，為了保障電機(jī)高效、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行損耗分析是必不可少的。此外，高速電機(jī)對(duì)比普通電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境要更加復(fù)雜，它是電場(chǎng)、磁場(chǎng)、流體場(chǎng)等多種物理場(chǎng)相互耦合的結(jié)果。因此以解析法分析電機(jī)中的磁密與各種損耗將存在一定的困難。尤其是高速電機(jī)鐵耗的計(jì)算，在變頻器SVPWM 供電模式下所注入的高頻諧波將引起電機(jī)定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加損耗，計(jì)算結(jié)果會(huì)與純電流源（正弦電流）完全不同。因此，僅用解析法分析高速電機(jī)損耗將難以滿足工程需求。

隨著有限元仿真軟件的發(fā)展，Ansys 有限元仿真技術(shù)已在力學(xué)、熱學(xué)、流體等各個(gè)物理研究領(lǐng)域開(kāi)始逐步應(yīng)用。憑借著后處理方便、結(jié)果精確度高以及軟件適用性好等優(yōu)點(diǎn)已逐步獲得工程技術(shù)人員的青睞[12]。本文以一臺(tái)100 kW、24 000 r/min的表貼式高速永磁同步電機(jī)為例，運(yùn)用Maxwell 有限元仿真軟件，采用二維有限元仿真方法重點(diǎn)分析電機(jī)鐵耗。圖7（a）所示為表貼式高速永磁同步電機(jī)的仿真模型，圖7（b）所示為永磁體磁化方向示意圖。從圖中可以看出電機(jī)定子采用單層繞組。為了保證高速下電機(jī)的有效運(yùn)行，轉(zhuǎn)子采用了一層高強(qiáng)度非導(dǎo)磁合金材料的保護(hù)套以防止永磁體碎裂及其他零部件松脫。同時(shí)，永磁體采用平行充磁的方式有利于減小電機(jī)氣隙磁密的畸變從而有效降低電機(jī)渦流損耗。

圖7 同步電機(jī)的仿真模型及永磁體磁化方向

表2 所示為高速永磁同步電機(jī)的相關(guān)參數(shù)。一臺(tái)永磁同步電機(jī)損耗由定子銅耗、電機(jī)鐵耗以及機(jī)械損耗組成。其中電機(jī)鐵耗包括定子鐵心鐵耗以及轉(zhuǎn)子渦流損耗。

表2 表貼式高速永磁同步電機(jī)主要參數(shù)

2.1 定子銅耗

定子銅耗指的是當(dāng)定子中的繞組通入電流時(shí)所產(chǎn)生的焦耳熱這部分的能量消耗。定義在m相繞組中，通過(guò)電流為I時(shí)的電阻損耗為：

式中：Rac為交流電阻，其解析表達(dá)式為：

式中：kR為電阻系數(shù)；N為匝數(shù)；lav為單匝平均長(zhǎng)度；Sc為導(dǎo)體截面積；σ為導(dǎo)體電導(dǎo)率。

2.2 機(jī)械損耗

一般情況下，機(jī)械損耗由軸承摩擦損耗、轉(zhuǎn)子風(fēng)摩損耗和通風(fēng)損耗這3 部分組成。本文研究的高速永磁同步電機(jī)采用磁軸承方案，在電機(jī)運(yùn)行期間轉(zhuǎn)子處于懸浮狀態(tài)，因此可以忽略掉軸承摩擦損耗。另一方面，由于壓縮機(jī)采用全密閉式結(jié)構(gòu)，因此通風(fēng)損耗比較小也可以忽略不計(jì)。

當(dāng)電機(jī)運(yùn)行至高速高頻時(shí)，轉(zhuǎn)子風(fēng)摩損耗會(huì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的上升而上升。這種損耗可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)體外表面與其周圍的氣體介質(zhì)（通常是空氣）摩擦造成的。根據(jù)Saari理論，電機(jī)轉(zhuǎn)子的風(fēng)摩損耗可以分為兩部分，氣隙處的損耗(Pw1)與轉(zhuǎn)子端部的損耗(Pw2)，則有：

式中：k為粗糙系數(shù)；Cm為轉(zhuǎn)矩系數(shù)（可以通過(guò)測(cè)試得到）；ρ為冷卻劑密度；Ω為角速度；Dr為轉(zhuǎn)子直徑；lr為轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度。

2.3 電機(jī)鐵耗

2.3.1 定子鐵心損耗

據(jù)目前研究，學(xué)術(shù)界對(duì)高速電機(jī)鐵耗分析采用Bertotti 鐵心損耗分立計(jì)算模型。即在純正的三相正弦電流源驅(qū)動(dòng)下，電機(jī)的損耗分為磁滯損耗Ph、渦流損耗Pc以及附加損耗Pe三部分組成。即：

式中：f為頻率；Kh、x為磁滯損耗系數(shù)；Kc為渦流損耗系數(shù)；Ke為異常損耗系數(shù)。

從式（5）中可以看出要精準(zhǔn)地計(jì)算高速電機(jī)定子的鐵耗，除了要正確地計(jì)算電機(jī)模型的基本參數(shù)外，還需要準(zhǔn)確地計(jì)算電機(jī)鐵心內(nèi)的磁通密度以及了解磁場(chǎng)在空間分布和時(shí)間上的變化規(guī)律。

采用Maxwell 有限元仿真技術(shù)對(duì)定子鐵心幾個(gè)典型部位進(jìn)行磁場(chǎng)仿真，得到一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)定子鐵心各部位磁通密度變化的波形，如圖8（a）～（d）所示。從圖中可以看到，在定子中各部位的磁化方式各不相同。在定子齒部為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而在定子軛部為近似橢圓的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因此，為充分考慮變頻器SVPWM波供電所輸出大量電流時(shí)間諧波與橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生附加損的影響，根據(jù)諧波分析原理，對(duì)上述模型進(jìn)行改寫。

圖8 運(yùn)行周期內(nèi)定子鐵心各部位磁通密度變化波形

定子鐵心的磁滯損耗為：

渦流損耗為：

異常損耗為：

式中：Bx、By分別為徑向與切向的磁通密度。

2.3.2 轉(zhuǎn)子渦流損耗

在高速永磁同步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子側(cè)的渦流損耗主要由這3 個(gè)方面產(chǎn)生：（1）電機(jī)使用開(kāi)口槽而導(dǎo)致電機(jī)氣隙磁導(dǎo)的變化；（2）定子繞組磁動(dòng)勢(shì)引起的空間諧波；（3）基于變頻器VPWM 波控制而導(dǎo)致的大量三相電流時(shí)間諧波。一般情況下，轉(zhuǎn)子渦流損耗為：

式中：J為電流密度；J*為J的共軛復(fù)數(shù)；σ為電導(dǎo)率。

本文的研究對(duì)象為表貼式高速永磁同步電機(jī)。在永磁體外部的一層高強(qiáng)度非導(dǎo)磁金屬保護(hù)套有效地屏蔽了諧波對(duì)永磁體的影響。圖9（a）～（b）為高速永磁電機(jī)運(yùn)行至額定點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子部件的渦流密度分布情況。從圖中可以看出永磁體最大渦流密度為9.7×105A/m2，護(hù)套最大渦流密度為6.6×106A/m2，顯然護(hù)套表面的渦流密度比永磁體渦流密度約大1 個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，轉(zhuǎn)子側(cè)的渦流損耗絕大部分集中在保護(hù)套而永磁體只占很小的一部分。

圖9 電機(jī)運(yùn)行至額定點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子部件渦流密度分布

3 基于有限元技術(shù)的電機(jī)鐵耗計(jì)算

3.1 不同載波頻率下電機(jī)鐵耗

為了探究不同載波頻率下輸入電流時(shí)間諧波對(duì)電機(jī)鐵耗的影響，本文采用有限元分析方法對(duì)不同變頻器載波頻率下的電機(jī)鐵耗進(jìn)行了分析。

圖10（a）～（h）為變頻器不同載波頻率以及理想電流源下（純正弦電流）電機(jī)的鐵心損耗與渦流損耗。從圖中可以看到，由于注入了電流時(shí)間諧波，轉(zhuǎn)子渦流損耗以及定子鐵心損耗的波形相較于理想電流源都發(fā)生了不同程度的畸變。

圖10 不同載波頻率以及理想電流源電機(jī)的鐵心損耗與渦流損耗

表3 所示為變頻器不同載波頻率下的電機(jī)鐵耗。從表中可以看出，隨著變頻器載波頻率的提升，電機(jī)總體附加損耗逐漸減小。定子鐵心損耗、轉(zhuǎn)子渦流損耗均與電流的時(shí)間諧波畸變率變化呈正相關(guān)的變化關(guān)系。

表3 變頻器不同載波頻率下的電機(jī)鐵耗

圖11 與圖12 所示為由變頻器載波頻率的變化（電流諧波含量的變化）而引起的電機(jī)渦流損耗與鐵心損耗的變化趨勢(shì)。從圖中可以看出，轉(zhuǎn)子側(cè)渦流損耗隨變頻器載波頻率的變化而顯著變化。當(dāng)電流時(shí)間諧波畸變率升高時(shí)，轉(zhuǎn)子渦流損耗有明顯上升的趨勢(shì)。對(duì)比轉(zhuǎn)子渦流損耗，定子鐵心損耗隨電流時(shí)間諧波畸變率變化不明顯。

圖11 不同載波頻率下電機(jī)定子鐵心損耗及渦流損耗

圖12 不同載波頻率下電機(jī)鐵耗

由式（5）～（8）可知，影響定子鐵心損耗的因素主要為磁滯損耗、渦流損耗與異常損耗。通常情況下異常損耗很小可以忽略，而定子鐵心是由硅鋼片疊壓制作而成，當(dāng)磁通交變時(shí)，雖然能感應(yīng)出渦流，但明顯得到了抑制。因此在電機(jī)運(yùn)行頻率較低時(shí)，定子鐵心損耗中的磁滯損耗是主要影響因素。相對(duì)與磁滯損耗而言，定子渦流損耗數(shù)值較小。如圖13 所示，總結(jié)了高速永磁同步電機(jī)定子鐵心與頻率變化的關(guān)系?？梢钥吹?，在低頻段時(shí)（＜550 Hz）定子磁滯損耗數(shù)值較大，是定子鐵心損耗中的主要影響因素；而隨著電機(jī)運(yùn)行頻率的不斷提升，渦流損耗增長(zhǎng)速率逐漸增大，最終在高頻段時(shí)（＞550 Hz）渦流損耗超過(guò)了磁滯損耗成為定子鐵心損耗中的主要影響因素。因此定子鐵耗在低頻段對(duì)變頻器載波頻率的變化不敏感，不隨電流時(shí)間諧波畸變率的變化而發(fā)生顯著的變化。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在高頻段時(shí)，定子鐵心損耗隨電流時(shí)間畸變率的上升而明顯上升。

圖13 不同頻率下電機(jī)定子鐵心損耗

3.2 不同載波頻率下電機(jī)效率

為探究變頻器不同載波頻率對(duì)電機(jī)運(yùn)行效率的影響，現(xiàn)對(duì)電機(jī)效率進(jìn)行計(jì)算。如表4所示，對(duì)比了變頻器不同載波頻率下電機(jī)的效率，從表中可以看出在變頻器SVPWM波供電模式下，電機(jī)效率要比理想電流源下的低，（載波為8 kHz時(shí)要低0.81%）其中由電流時(shí)間諧波引起的電機(jī)附加鐵耗是引起電機(jī)效率下降的主要原因。

表4 變頻器不同載波頻率下的電機(jī)效率

表5 匯總了變頻器不同載波頻率下電機(jī)總鐵耗以及附加鐵耗修正系數(shù)?？紤]到電流時(shí)間諧波引起電機(jī)產(chǎn)生大量的附加鐵耗，這里引入鐵耗修正系數(shù)k（不同載波下電機(jī)鐵耗與理想電流源下鐵耗的比值）可以看出隨著載波頻率的降低（電流諧波畸變率的提升），電機(jī)鐵耗的修正系數(shù)k有逐步上升的趨勢(shì)，在變頻器載波為8～12 kHz 之間變化時(shí)，修正系數(shù)k取值范圍為1.69～2.74。

表5 不同載波頻率下的電機(jī)鐵耗及附加鐵耗修正系數(shù)

3.3 相同載波下帶入諧波相位角的電機(jī)損耗對(duì)比

在實(shí)際測(cè)試中變頻器逆變輸出的電流時(shí)間諧波數(shù)據(jù)包括各次諧波的相位角，而以上仿真中輸入的諧波均未帶入相位角，因此對(duì)開(kāi)關(guān)頻率8 kHz 的諧波仿真設(shè)置對(duì)照仿真，帶入各階次電流時(shí)間諧波的角度，觀察相同情況下電機(jī)鐵心損耗與渦流損耗計(jì)算結(jié)果是否發(fā)生變化，以此分析帶入相位角對(duì)電機(jī)損耗計(jì)算的影響。

表6 對(duì)比了帶入電流時(shí)間諧波相位角前后電機(jī)鐵耗的變化情況。從表中可以看出，在帶入電流時(shí)間諧波相位角進(jìn)行有限元仿真計(jì)算后定子鐵心損耗與轉(zhuǎn)子渦流損耗均有變化，但是變化的總鐵耗幅值僅為6.9 W，因此可以認(rèn)為添加諧波相位角進(jìn)行仿真對(duì)高速電機(jī)損耗仿真結(jié)果影響很小，損耗的變化可看做仿真誤差。

表6 帶入電流時(shí)間諧波相位角后電機(jī)鐵耗的變化

4 結(jié)束語(yǔ)

本文為深入研究在變頻器不同載波頻率下表貼式高速永磁同步電機(jī)鐵耗，搭建了離心式水冷機(jī)組實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并針對(duì)變頻器不同載波下的電流時(shí)間諧波進(jìn)行了測(cè)試，研究了變頻器SVPWM 供電模式下輸出的電流時(shí)間諧波分布規(guī)律。并以一臺(tái)100 kW、24 000 r/min表貼式高速永磁同步電機(jī)為例，在借助實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用有限元仿真計(jì)算，對(duì)比了不同變頻器載波頻率下的電機(jī)鐵心損耗、渦流損耗，總結(jié)了電機(jī)鐵耗相關(guān)變化規(guī)律，得到如下結(jié)論。

（1）變頻器SVPWM 供電模式下的電流時(shí)間諧波幅值與載波頻率相關(guān)，電流諧波主要分布在載波頻率以及載波頻率的整數(shù)倍附近，且電流波形的畸變率與變頻器載波頻率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（在載波頻率為12 kHz 時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)），隨著載波頻率的提升，諧波峰值逐漸往高頻移動(dòng)，單次諧波的最高峰值降低。

（2）當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在低頻段時(shí)，定子鐵心損耗對(duì)電流諧波畸變率的變化不敏感，在電機(jī)運(yùn)行在高頻段時(shí)，定子鐵心損耗隨電流諧波畸變率的變化呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。

（3）電機(jī)總鐵耗隨著諧波畸變率的增加而增大，在電機(jī)運(yùn)行在低頻段時(shí)，轉(zhuǎn)子渦流損耗的變化占據(jù)了主要因素，此外帶入諧波相位角對(duì)于電機(jī)鐵耗有限元仿真結(jié)果沒(méi)有影響，驗(yàn)證了不帶入諧波相位角時(shí)電機(jī)損耗仿真數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（4）引入了電機(jī)鐵耗修正系數(shù)k，鐵耗系數(shù)k會(huì)隨著變頻器載波頻率的變化而變化，二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)變頻器載波頻率在8～12 kHz 之間變化時(shí)，修正系數(shù)k取值范圍為1.69～2.74。

（5）提升變頻器載波頻率會(huì)有效降低電機(jī)損耗、提升電機(jī)效率，但同時(shí)也會(huì)增加變頻器功耗且容易引起變頻器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此想綜合提升水冷機(jī)組制冷系數(shù)需綜合考慮合理選取變頻器載波。