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关于小功率开关磁阻电机效率问题

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发表于 2016-1-28 09:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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请问各位高手,有做过80W,3000rpm的开关磁阻电机的么?有的话能不能告知一下,效率是多少 ,主要尺寸取多少合适,我用ansoft的Rm对电机进行过仿真,在定子外径限制在80mm,铁芯长也限制在80mm的情况下,效率一直无法超过80%,并且定子极磁密约为0.6T左右,为什么达不到1.6T呢??有什么办法或是我该朝着那个方向调整,能使我效率提高呢?后面是仿真的结果,求教
  SWITCHED RELUCTANCE MOTOR DESIGN

                      File: Setup1.res


     GENERAL DATA

Rated Output Power (kW):        0.08
Rated Voltage (V):        10
Given Rated Speed (rpm):        3000
Frictional Loss (W):        3
Windage Loss (W):        0
Type of Load:        Constant Torque
Type of Circuit:        Full-Voltage
Lead Angle of Trigger in Elec. Degrees:        0
Trigger Pulse Width in Elec. Degrees:        111
Total Transistor Voltage Drop (V):        0
Total Diode Voltage Drop (V):        0
Operating Temperature (C):        75


     STATOR CORE DATA

Number of Stator Poles:        8
Outer Diameter of Stator (mm):          80
Inner Diameter of Stator (mm):          45.8
Yoke Thickness (mm):          4.1
Pole Embrace:        0.466667
Length of Stator Core (mm):          75
Stacking Factor of Stator Core:        0.95
Type of Steel:        DW360_50


     STATOR COIL DATA

Slot Insulation Thickness (mm):          0.3
End Length Adjustment (mm):          0
Number of Parallel Branches:        1
Number of Turns per Pole:        14
Number of Wires per Conductor:        1
Wire Diameter (mm):          1.628
Wire Wrap Thickness (mm):          0.1
Slot Fill Factor (%):        47.1146


     ROTOR CORE DATA

Number of Rotor Poles:        6
Length of Air Gap (mm):          0.4
Inner Diameter of Rotor (mm):          18
Yoke Thickness (mm):          4.5
Pole Embrace:        0.383333
Length of Rotor Core (mm):          75
Stacking Factor of Rotor Core:        0.95
Type of Steel:        DW360_50
Magnetic Shaft:        No

     MATERIAL CONSUMPTION

Stator Copper Density (kg/m^3):          8900
Stator Core Steel Density (kg/m^3):          7650
Rotor Core Steel Density (kg/m^3):          7650

Stator Copper Weight (kg):          0.753019
Stator Core Steel Weight (kg):          1.00769
Rotor Core Steel Weight (kg):          0.440455
Total Net Weight (kg):          2.20116

Stator Core Steel Consumption (kg):          2.63613
Rotor Core Steel Consumption (kg):          0.878481


     FULL-LOAD OPERATION DATA

Input DC Current (A):        11.3568
Phase RMS Current (A):        9.73706
Phase Current Density (A/mm^2):        4.67767

Frictional and Windage Loss (W):        3.16913
Iron-Core Loss (W):        6.70478
Winding Copper Loss (W):        20.0865
Diode Loss (W):        0
Transistor Loss (W):        0
Total Loss (W):        29.9604

Output Power (W):        83.6072
Input Power (W):        113.568
Efficiency (%):        73.6189
Rated Speed (rpm):        3169.13
Rated Torque (N.m):        0.251927

Flux Linkage (Wb):        0.00849181
Stator-Pole Flux Density (Tesla):        0.509987
Stator-Yoke Flux Density (Tesla):        0.519091
Rotor-Pole Flux Density (Tesla):        0.474449
Rotor-Yoke Flux Density (Tesla):        0.47295

Coil Length per Turn (mm):          181.455
Winding Resistance in Phase (ohm):        0.0529649
Winding Resistance at 20C (ohm):        0.0435679
Winding Leakage Inductance (mH):        0.0258428
Iron-Core-Loss Resistance (ohm):        29.5047
Frequency of Phase Current (Hz):        316.913

Maximum Output Power (W):        245.191
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[LV.7]常住居民III

发表于 2016-1-28 10:53 | 显示全部楼层
调整一下铁心长度和每极匝数试试
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 楼主| 发表于 2016-1-28 11:01 | 显示全部楼层
sunsson 发表于 2016-1-28 10:53
调整一下铁心长度和每极匝数试试

这个我都调过,效率总也上不去,并且按照《开关磁阻电机设计与应用》吴建华这本书,选取电磁负荷,初选电机转子外径,得出才不过30mm左右,我这外径都45了,但是30mm的我也仿真过,效率更低呀,怎么回事,望解答一番,谢谢,我qq:904297054,qq联系也好
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[LV.6]常住居民II

发表于 2016-1-28 11:09 | 显示全部楼层
磁密太低 开关磁阻电机要利用饱和才能提高效率 零点几的最大磁密不行的
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 楼主| 发表于 2016-1-28 11:25 | 显示全部楼层
cuixiupeng2521 发表于 2016-1-28 11:09
磁密太低 开关磁阻电机要利用饱和才能提高效率 零点几的最大磁密不行的

恩,确实应该是这样,但是我将外径改小后,仿真过,效率更低,我就不知道是什么原因了,下面是改小后的数据
SWITCHED RELUCTANCE MOTOR DESIGN

                      File: Setup1.res


     GENERAL DATA

Rated Output Power (kW):        0.08
Rated Voltage (V):        10
Given Rated Speed (rpm):        3000
Frictional Loss (W):        3
Windage Loss (W):        0
Type of Load:        Constant Torque
Type of Circuit:        Full-Voltage
Lead Angle of Trigger in Elec. Degrees:        0
Trigger Pulse Width in Elec. Degrees:        111
Total Transistor Voltage Drop (V):        0
Total Diode Voltage Drop (V):        0
Operating Temperature (C):        75


     STATOR CORE DATA

Number of Stator Poles:        8
Outer Diameter of Stator (mm):          60.3774
Inner Diameter of Stator (mm):          32.8
Yoke Thickness (mm):          2.98866
Pole Embrace:        0.466667
Length of Stator Core (mm):          65
Stacking Factor of Stator Core:        0.95
Type of Steel:        DW360_50


     STATOR COIL DATA

Slot Insulation Thickness (mm):          0.3
End Length Adjustment (mm):          0
Number of Parallel Branches:        1
Number of Turns per Pole:        14
Number of Wires per Conductor:        1
Wire Diameter (mm):          1.29
Wire Wrap Thickness (mm):          0.1
Slot Fill Factor (%):        49.6393


     ROTOR CORE DATA

Number of Rotor Poles:        6
Length of Air Gap (mm):          0.4
Inner Diameter of Rotor (mm):          10.4202
Yoke Thickness (mm):          3.18989
Pole Embrace:        0.383333
Length of Rotor Core (mm):          65
Stacking Factor of Rotor Core:        0.95
Type of Steel:        DW360_50
Magnetic Shaft:        No

     MATERIAL CONSUMPTION

Stator Copper Density (kg/m^3):          8900
Stator Core Steel Density (kg/m^3):          7650
Rotor Core Steel Density (kg/m^3):          7650

Stator Copper Weight (kg):          0.399821
Stator Core Steel Weight (kg):          0.49932
Rotor Core Steel Weight (kg):          0.203661
Total Net Weight (kg):          1.1028

Stator Core Steel Consumption (kg):          1.35214
Rotor Core Steel Consumption (kg):          0.387073


     FULL-LOAD OPERATION DATA

Input DC Current (A):        13.8393
Phase RMS Current (A):        12.485
Phase Current Density (A/mm^2):        9.55257

Frictional and Windage Loss (W):        3.16258
Iron-Core Loss (W):        7.22538
Winding Copper Loss (W):        44.478
Diode Loss (W):        0
Transistor Loss (W):        0
Total Loss (W):        54.866

Output Power (W):        83.527
Input Power (W):        138.393
Efficiency (%):        60.3549
Rated Speed (rpm):        3162.58
Rated Torque (N.m):        0.252207

Flux Linkage (Wb):        0.00784597
Stator-Pole Flux Density (Tesla):        0.75918
Stator-Yoke Flux Density (Tesla):        0.75918
Rotor-Pole Flux Density (Tesla):        0.711289
Rotor-Yoke Flux Density (Tesla):        0.711289

Coil Length per Turn (mm):          153.447
Winding Resistance in Phase (ohm):        0.0713357
Winding Resistance at 20C (ohm):        0.0586793
Winding Leakage Inductance (mH):        0.0237435
Iron-Core-Loss Resistance (ohm):        24.4874
Frequency of Phase Current (Hz):        316.258

Maximum Output Power (W):        158.064
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 楼主| 发表于 2016-1-28 11:32 | 显示全部楼层
还有,我做过一个参数化计算,步长及参数的选取见下图

参数

参数

步长

步长

部分结果

部分结果

1212121.xlsx

45.65 KB, 下载次数: 2, 下载积分: 西莫币 -1

参数计算全部结果

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[LV.6]常住居民II

发表于 2016-1-29 13:18 | 显示全部楼层
并联支路改为4 减小匝数 提前开通角  你的电压太小了 或者发我帮你看下 q465108378
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