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[Maxwell] Ansoft EM专题讨论(一)——调速永磁同步电机设计

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发表于 2008-12-3 22:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 12qq21 于 2009-2-19 11:25 编辑

本主题将利用AnsoftEM软件包对IPM进行设计。由于完全借用软件内部模型及其材料等参数,因而将共享全部project及其文档,欢迎大家一起来做,谢谢!
    任何转载发表本主题内容,须得到西莫论坛同意!!
    近年来,永磁同步电动机因具有很高的低速输出扭矩、宽广的弱磁调速范围而应用越来越广泛,比如混合动力汽车。电机的主要参数DQ电感、永磁磁链是不同控制策略的基础。        
    下图给出了一内置三相PMSM的简化模型,8极、36槽双层叠绕组。电机定转铁心材料50W465,长50mm,永磁体材料NdFe35。IPM交直轴电感不等,通入去磁性质的电流增加电机的磁阻转矩,使得电机具有较高的低速转矩性能.

1.rmxprt
2.maxwell2d
  2.1 magnetosatic
  2.2 transient
3.maxwell3d
4.simplorer

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-4 15:36 编辑 ]
rm.jpg
2d.jpg
3d.jpg
sml.jpg

rmxprt.rar

3.47 KB, 下载次数: 2968, 下载积分: 西莫币 -1

maxwell2d.rar

47.94 KB, 下载次数: 3469, 下载积分: 西莫币 -1

maxwell3d.rar

7.66 KB, 下载次数: 2247, 下载积分: 西莫币 -1

ipm.sml.rar

13.69 KB, 下载次数: 2171, 下载积分: 西莫币 -1

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 楼主| 发表于 2008-12-4 09:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 forlink 于 2011-7-29 11:19 编辑

大家可以把想要解决的问题贴下来 整理在此楼 然后一起来解决 谢谢!

1. 二维静态场计算电感距阵系数............................................................................(3楼)
2. 电动汽车用永磁同步电动机功率特性及弱磁扩速能力的研究.....................................(5楼)
3.基于矢量控制的永磁同步电动机调速过程的仿真....................................................(10楼)
4.二维瞬态场空载分析 .......................................................................................(17楼)
5.基于RMxprt参数的电动机性能预测.....................................................................(18楼)
6.三维瞬态场空载分析.........................................................................................(20楼)
7.二维静态场直流电机教程...................................................................................(43楼)
8.二维静态场计算电感距阵系数的相关计算方法........................................................(54楼)
9.空载发电状态Simplorer......................................................................................(59楼)

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-13 11:28 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2008-12-4 09:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 12qq21 于 2009-2-19 11:26 编辑

本主题将利用AnsoftEM软件包对IPM进行设计。由于完全借用软件内部模型及其材料等参数,因而将共享全部project及其文档,欢迎大家一起来做,谢谢!
    任何转载发表本主题内容,须得到西莫论坛同意!!
    近年来,永磁同步电动机因具有很高的低速输出扭矩、宽广的弱磁调速范围而应用越来越广泛,比如混合动力汽车。电机的主要参数DQ电感、永磁磁链是不同控制策略的基础。        
    下图给出了一内置三相PMSM的简化模型,8极、36槽双层叠绕组。电机定转铁心材料50W465,长50mm,永磁体材料NdFe35。IPM交直轴电感不等,通入去磁性质的电流增加电机的磁阻转矩,使得电机具有较高的低速转矩性能.

1.rmxprt
2.maxwell2d
  2.1 magnetosatic
  2.2 transient
3.maxwell3d
4.simplorer

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-4 15:36 编辑 ]
公式1.jpg
公式2.jpg
自感系数.jpg
互感系数.jpg
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[LV.7]常住居民III

发表于 2008-12-4 14:59 | 显示全部楼层
此帖必火
麻烦解释一下弱磁调速如何实现?
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 楼主| 发表于 2008-12-4 15:14 | 显示全部楼层
弱磁调速就是电机运行在高速恒功率区,此时在DQ平面中,定子D轴电流产生的磁链与永磁磁链方向相反....
关于IPM的的相关理论知识大家可以参考唐院士的书,我知道的比较少,也解释不清楚
下面有2篇论文,娄博您可以参考一下

abbr_ebc6ac86a9b6276cea56772ac4ce1cc2.pdf

165.34 KB, 下载次数: 1154, 下载积分: 西莫币 -1

abbr_1f782400ee8dee88621c944af64d17a5.pdf

203.63 KB, 下载次数: 852, 下载积分: 西莫币 -1

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[LV.7]常住居民III

发表于 2008-12-4 17:14 | 显示全部楼层
这种自控式永磁同步电机  用ansoft仿真起动  能不能做到?

能具体讲讲吗?
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 楼主| 发表于 2008-12-4 17:45 | 显示全部楼层



这个是不是得利用simplorer搭建控制电路来实现啊?在MAXWELL中可以设置恒速运行,也可设置瞬态启动情况吧?不过应该和电机实际应用场合不同吧
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[LV.7]常住居民III

发表于 2008-12-4 19:00 | 显示全部楼层
我听说  若不结合simplorer

只是通过schematic capture来做位置闭环的话 很难做成功的  所以才会有这个疑问
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2008-12-4 20:07 | 显示全部楼层
大家都和关心这个启动过程,其实我总觉得仿真这个启动有很多不确定性,就算搭好电路也可能与实际的有些出入。举个最简单的例子,电机启动,刚开始反电势较小,所以有的变频器会限制启动电流,而当电机较小时,也有用全压启动的,这些都与变频器控制策略有关。如果变频器不是你自己做的,恐怕你就算搭出电路了,也不会得到真正的启动电流和转速曲线。
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 楼主| 发表于 2008-12-4 21:05 | 显示全部楼层
赵博 我很菜的 您就继续帮忙把这个整完吧

下面有个关于《基于矢量控制的永磁同步电动机调速过程的仿真》,不知道有用没,用simulink仿真的...

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-5 11:19 编辑 ]

基于矢量控制的永磁同步电动机调速过程的仿真.pdf

437.1 KB, 下载次数: 1537, 下载积分: 西莫币 -1

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[LV.7]常住居民III

发表于 2008-12-5 15:28 | 显示全部楼层

回复 9楼 zhaobo_ren 的帖子

赵版说的非常有道理!
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发表于 2008-12-5 17:51 | 显示全部楼层
这个IPM做得很好很全面
期待表贴式的PMSM
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发表于 2008-12-5 20:51 | 显示全部楼层
我想问一下,关于线圈的设置问题。在ansoft2d中线圈仅设置阻值和一个漏磁电感,我想知道ansoft如何知道绕线线径以及匝数,请大家指教一下。
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发表于 2008-12-5 22:29 | 显示全部楼层
这里都是高手啊,只能慢慢学习了!
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 楼主| 发表于 2008-12-5 23:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 forlink 于 2011-7-29 11:22 编辑

好像是不管在2D里设置电流源还是电压源,都需要
绕组匝数的啊
电阻和电感电流源不需要了
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 楼主| 发表于 2008-12-6 00:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 12qq21 于 2009-2-19 11:29 编辑

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    下图给出了一内置三相PMSM的简化模型,8极、36槽双层叠绕组。电机定转铁心材料50W465,长50mm,永磁体材料NdFe35。IPM交直轴电感不等,通入去磁性质的电流增加电机的磁阻转矩,使得电机具有较高的低速转矩性能.

1.rmxprt
2.maxwell2d
  2.1 magnetosatic
  2.2 transient
3.maxwell3d
4.simplorer

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-4 15:36 编辑 ]
transient fea input data.jpg
field distribution.jpg
cogging torque.jpg
air gap flux density.jpg
emf@1000rpm.jpg
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 楼主| 发表于 2008-12-6 11:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 12qq21 于 2009-2-19 11:32 编辑

电动机性能预测(基于rmxprt parameters)-仅供参考

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-6 11:42 编辑 ]
rmxprt参数.jpg
电流圆与电压椭圆.jpg
公式1.jpg
公式2.jpg
理想特性.jpg
电磁功率.jpg
电磁转矩.jpg
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发表于 2008-12-6 11:57 | 显示全部楼层
好漂亮的图,真是精彩至极
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 楼主| 发表于 2008-12-6 18:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 12qq21 于 2009-2-19 11:33 编辑

三维瞬态场空载分析
由于时间关系,只计算了几步,但是总体看来数值大小应该和二维场的差不多(时间太短,EMF没有绘制出来)

[ 本帖最后由 12qq21 于 2008-12-6 19:14 编辑 ]
mesh statistics.jpg
one forth model.jpg
field distribution.jpg
cogging torque.jpg
br.jpg
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2008-12-6 19:57 | 显示全部楼层
请问楼主用的是maxwell多少板的?
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