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楼主: vMars0324

[大赛获奖作品] 内置式永磁同步电机弱磁特性仿真计算

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 楼主| 发表于 2015-3-30 10:43 | 显示全部楼层
小木 发表于 2015-3-26 08:34
计算反电势,齿槽转矩我觉得用Maxwell 2D 很容易解决,但是如果涉及到负载转矩的求解,不知道斜槽在2D场 ...

在2D中计算斜槽影响
1、首先要计算出最佳斜槽角度,这个很多书和论文上都有公式,这里就不多数了;
2、然后在计算时参数化band起始位置,例如:如果是连续斜槽(相对分段斜槽),则计算出i个起始位置;
3、将所计算的i个起始位置的BEMF或者其他参数提取出来,在excel中叠加,然后平均i,就可以得到斜槽下的BEMF。。。

自己操作一遍就清楚了
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发表于 2015-3-30 20:17 | 显示全部楼层
楼主在吗,12楼的模型无不开,指定内存不能为read,楼主用的是哪个版本,能重新上传一个吗
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发表于 2015-3-30 20:40 | 显示全部楼层
另外,想请教一下楼主,弱磁区域的仿真是如何实现的?仅仅用maxwell不知道该如何仿真,楼主是怎样做的,是用simlporer和maxwell联合仿真的吗
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发表于 2015-3-30 21:26 | 显示全部楼层
支持一个,不错。。
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 楼主| 发表于 2015-3-31 16:05 | 显示全部楼层
binstar137 发表于 2015-3-30 20:17
楼主在吗,12楼的模型无不开,指定内存不能为read,楼主用的是哪个版本,能重新上传一个吗

我用的是14.0的,应该是版本的问题,你换个高版试试
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 楼主| 发表于 2015-3-31 16:37 | 显示全部楼层
binstar137 发表于 2015-3-30 20:40
另外,想请教一下楼主,弱磁区域的仿真是如何实现的?仅仅用maxwell不知道该如何仿真,楼主是怎样做的,是 ...

没用过simplorer,我是用anosft就是出需要的磁链、转矩,结合弱磁理论和永磁电机电压方程,采用matlab编程计算的。

目前能自动给出弱磁计算结果的软件,据我所知只有motorsolve,当然ansoft 16也有,但需要脚本文件,这个脚本文件ansoft供应商有。前提是要买他的软件了。
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发表于 2015-4-1 15:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 binstar137 于 2015-4-1 15:06 编辑
vMars0324 发表于 2015-3-31 16:37
没用过simplorer,我是用anosft就是出需要的磁链、转矩,结合弱磁理论和永磁电机电压方程,采用matlab编 ...


matlab程序能不能共享下,跪谢{:soso_e154:} ,我就是做论文看看,不会用到别的地方
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发表于 2015-4-1 15:05 | 显示全部楼层
vMars0324 发表于 2015-3-31 16:05
我用的是14.0的,应该是版本的问题,你换个高版试试

我用了14和16的试了,都打不开
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发表于 2015-4-2 09:48 | 显示全部楼层
感谢楼主分享。很有用
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[LV.6]常住居民II

发表于 2015-4-13 20:11 | 显示全部楼层
楼主你好,我看你的电感计算方法是磁链除以电流,我看maxwell可以直接求解电感矩阵,直接求解电感矩阵是否可以,比如求解Ldq(id,iq),然后进行坐标变换求取Ld,Lq。
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发表于 2015-4-14 16:50 | 显示全部楼层
首先,感谢vMars0324 兄的分享,谢谢!
本人对弱磁条件下,电流、电压、功率的约束(或者叫限制)有一些疑惑,不知您是否方便说一下?

根据王艾萌博士在《新能源汽车新型电机的设计及弱磁控制》中的论述,电机在转速过了基频以后,进入第一类弱磁区,这时电压是最大电压,电流为最大电流,但功率并不是恒定的,而是有所下降。

而实际电机在用户提的牵引特性曲线中,是要求在此弱磁区,功率为恒定的。此时电压为最大电压,但电流并不是最大电流。

使用maxwell进行特性计算时,这就涉及到一个工作点确定的问题 。

若依据王博士的说法,  以电流和电压为约束条件,我只要给定电流激励,电流幅值为电流最大值, 参数化转矩角(电流与E0夹角),看的输出电压,直到输出的电压为最大电压,就可以确定工作点了。
而若以功率恒定和电压为约束条件,就要以电压为激励,电压幅值为电压最大值,参数化功角(电流与E0夹角),看输出功率,直到输出的功率为牵引特性要求的恒功率,且此时电流没有超过最大电流,就认为测时即为工作点了。


查阅了大量论文,都是以王博士的说法来约束的,但实际在工作中,又是按功率约束来确定的工作点。这让我很困惑,实际的工况到底是怎么样的呢?

还请您能说说,非常感谢!
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 楼主| 发表于 2015-4-15 16:26 | 显示全部楼层
S_Z 发表于 2015-4-14 16:50
首先,感谢vMars0324 兄的分享,谢谢!
本人对弱磁条件下,电流、电压、功率的约束(或者叫限制)有一些疑 ...

关于弱磁计算的研究深度王博士研究比我深入很多了。这篇文章说呈现的其实已经有多位大牛做过研究。我只是重复了下工作,主要是在重复工作中
学习方法。

1、关于弱磁深度,分为三个区域,实际应用中一般只用前两个区域。所谓恒功率区域,在文献中较多提及为功率不变,但根据我自己计算的一些电机来看
,这个区域其实往往比较小,是理想的平行线,因为电机随转速上升,铁损、风磨损都会增加,除非在控制过程中能够实时加入这些损耗数据,否则功率曲线
不可避免下降;

2、关于工作点的问题,你所提的两种方法我个人认为存在一些问题,首先maxwell说计算出来的端电压只是E0、DQ电感、漏感压降的矢量和,并不包含电阻压降,
这个你可以看看同步电机矢量图就行了,如果电阻非常小,那还可以近似等于电机端电压,否则就存在误差了。

弱磁研究是永磁同步电机里比较深奥的问题,这点我也只是在学习,不能100%确定我的观点,论坛里大虾很多,欢迎相互学习探讨~
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 楼主| 发表于 2015-4-15 16:28 | 显示全部楼层
小木 发表于 2015-4-13 20:11
楼主你好,我看你的电感计算方法是磁链除以电流,我看maxwell可以直接求解电感矩阵,直接求解电感矩阵是否 ...

我没在maxwell里面转换,直接求解是可以的,但我没尝试,并且貌似只能在静磁场中做。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2015-4-15 20:55 | 显示全部楼层
vMars0324 发表于 2015-4-15 16:28
我没在maxwell里面转换,直接求解是可以的,但我没尝试,并且貌似只能在静磁场中做。

我尝试让转速设置为0,也能做电感矩阵计算。
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 楼主| 发表于 2015-4-15 21:52 | 显示全部楼层
小木 发表于 2015-4-15 20:55
我尝试让转速设置为0,也能做电感矩阵计算。

这样你算出来的只是一个位置的电感,实际上电感会随转子位置变化的。可以在静磁场中参数化转子位置,等效于瞬态场。
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发表于 2015-4-16 09:34 | 显示全部楼层
vMars0324 发表于 2015-4-15 16:26
关于弱磁计算的研究深度王博士研究比我深入很多了。这篇文章说呈现的其实已经有多位大牛做过研究。我只是 ...

首先,感谢vMars0324 兄的耐心解答!谢谢!

关于我说的约束条件的问题,其实核心问题是在第一类弱磁区,电流是不是恒定的?  是不是一直都是电流最大限度值。


若电流是恒定的,功率自然不可能是恒定的,会由于损耗和功率因数的原因,随着转速下降。


我说一下一般我在工作中接触的设计流程,  一般用户会给牵引特性曲线边,在基频率以上,给定的是一个恒定的功率,以及母线的最大电压在计算的时候,根据这个功率和电压为约束,计算在整个弱磁区的牵引特性曲线,并看这个特性区间的电流最大值是多少,结合恒转矩区的电流,确定需要的最大电流时多少,然后回馈给用户,来确定变流器管子的电流和选型。

所以显然是以功率和电压作为约束的,而电流仅是一个计算值,而我很疑惑的,为什么大量文献中,都是认为此弱磁区,工作点在电流圆边界上 ,而实际以恒功率为约束,工作点显然是不可能在电流圆边界上 ,这才符合实际的情况。


至于您说到的maxwell忽略了电阻的问题,在以电流为激励的方法中, 端部电压时很容易求得的  ,  在后处理做个表达式即可   u(t)=d(fai)/dt+Le*d(i)/dt+R*i(t)   ,这个不是问题,也考虑了maxwell 2d中忽略的端部电感和相电阻。

个人的一点愚见,还请您指导!非常感谢!
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 楼主| 发表于 2015-4-20 16:51 | 显示全部楼层
S_Z 发表于 2015-4-16 09:34
首先,感谢vMars0324 兄的耐心解答!谢谢!

关于我说的约束条件的问题,其实核心问题是在第一类弱磁区 ...


你的这个说法毫无疑问也是有道理的。
但我也有些疑惑,首先极限电流你是根据功率、电压约束算出来的。
1、实际上,在设计阶段这个极限电流应该是根据退磁、热负荷,还有考虑电机功率算出来的;
2、确定变流器管子的电流和选型应该根据功率和电压等级就可以的,也不是需要先计算出电流的;
3、在实际电机系统测试时,一般采用转速闭环,调压测试,所以可以理解为电压约束没问题,但在设计时如果第一区域采用电压和功率约束,我没法理解,可能会出现某个电压下电流已经超出退磁电流、或热负荷极限,实际上和理论也是不通的。
4、一般来说,当电机确定好所设计的功率和工作电压后,驱动已经能够设计相应的硬件了。

以上我对你的问题的理解或许不全面,但我个人认为在理论和实践之间,应该用已经成熟的理论指导实践,并在实践中去理解理论是学习的最佳路径。
如果深刻理解了书本理论,在实践中发现不符合那就有机会成为超级大牛了~

这只是我个人的一点点看法。欢迎交流看法,相互学习~

最后建议可以向驱动开发的朋友学习下弱磁方面理论,了解从电机控制者如何看待弱磁,也有助于对这个问题更全面深入的理解
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发表于 2015-4-20 22:39 | 显示全部楼层
真心有用,谢谢楼主
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发表于 2015-4-29 16:08 | 显示全部楼层
vMars0324 发表于 2015-3-15 18:09
继续说明,计算弱磁性能实际上是分析T-N曲线,这里考虑了电阻压降,但未考虑到铁耗(计算量太大,不足之处, ...

能否上传下matlab程序
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发表于 2015-5-20 11:12 | 显示全部楼层
楼主Ψd和Ψq如何仿真得到?瞬态仿真吗?如果加电流的话,电机就处于负载状态了
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