直驱电机设计分析与仿真预估

lifengcai

直驱电机前景广阔，系列化开发直驱电机很有价值，但是系列化开发要优先选择哪款电机，这个很关键
这需要一个详细的调研，并初步仿真预估的电机的基本概况，结合自己公司的实际，做出选择
预估分析中，特别注意电机的发热预估，有热场仿真最好，特别注意直驱电机设计中AJ值发热标准和一般无刷电机AJ值有所不同

按照以上思路做参赛论文


本来是打算做一个伺服电机的系统分析
但是这段时间工作中事情太多，没法抽出比较完整的时间，边学习边写论文
中途都决定放弃参赛了
在张总的鼓励和强烈鼓动下，重新思量后，决定写一篇和智能化机器人相关度最高的直驱电机设计的前期工作
论文也到了很晚才完成，给各位带来的不便，深表歉意

wayne

加油！祝您在本次大赛中获奖！

charlene

您好！请问直驱电机和永磁交流伺服或者永磁力矩有什么区别？

直驱电机设计中AJ值发热标准如何定义？感谢作者

lifengcai

定义跟传统是一样的，数值范围可以承受更大一些

yjneedsky

lifengcai 发表于 2016-3-10 22:22
定义跟传统是一样的，数值范围可以承受更大一些

请教下前辈，直驱直流电机和普通的PMSM和BLDC电机的，参数R L Ke 极对数。控制方式都是相同的吗？直驱直流电机是不是内部会有编码器，只有使用编码器才能精准定位，能否使用sensorless控制？

lifengcai

直驱电机由于转速较低，采用开关霍尔控制会出现低速抖动问题，这个现象所有的BLDC低速运行时都存在
解决这个问题，就需要更多的转子位置信息，所以采用线性霍尔/磁编码器/光编码器的都有
无霍尔控制，在算法精确可靠的前提下，完全可以解决这个问题，可惜的是，无霍尔的算法公开的又很好的实在太少，有这种技术的公司也是把其作为核心技术控制
另外，无霍尔控制对电机的参数比较敏感，即使同一批次的电机，参数也存在波动，这个波动有时就会影响到电机的控制精度
更不要说不同的电机了
而且电机的参数在运行时也是动态的，这个也会影响控制精度
想做很好的无霍尔控制，需要单独设置每台电机，相当于一把钥匙开一把锁，这对批量量产来说是不可接受的

最好的我

请问在设计直驱电机时，极对数的具体取值如何选定？

lifengcai

1 客户有没有要求
2 电机外径结合机械强度，看能出多少个槽，结合槽数选择极数
3 理论推导仿真分析，看齿部磁密大小，对上面的槽数优化
4 槽数确定后，如果直驱电机转速很低，那极对数越多越好做方案，但是极对数过多会导致铁耗增加较多，电机效率反倒会较低，这里有个寻优
5 最简单的，看样机多少你就做多少，但是这个有点搏傻，毕竟我们的条件和样机（尤其是国外样机）的生产条件有时差比较远

以上可以借鉴下
个人理解

最好的我

lifengcai 发表于 2016-4-6 23:06
1 客户有没有要求
2 电机外径结合机械强度，看能出多少个槽，结合槽数选择极数
3 理论推导仿真分析，看齿 ...

谢谢您的回复，您说的第四点： 槽数确定后，如果直驱电机转速很低，那极对数越多越好做方案。越好做方案是什么意思？是说低速希望极对数大点么，那么什么低速的时候为什么不适合选低的极对数呢？感谢您的赐教。

lifengcai

假设转速要求500rpm，假设槽数对应的极对数是20或者22，那么22极对应的绕组匝数一定会少一些，线径就可以粗一些，绕组发热就会少一些，或者如果线径不变，则该方案的绕线就相对宽松，可行性好一点
但是极对数增加后，额定转速一样的话，铁耗就会上去
这存在一个此消彼长的问题，所以要寻优，找到两个之和最小的为最佳

最好的我

谢谢您的回复，再次请教您一个问题，一般来说的此类电机的极对数较高。我有限元仿真的经历是，齿槽转矩的波形总是不太正确，正负不对称，均值不为零。不知解决这类问题，您有什么建议，再次感谢！

lifengcai

最好的我 发表于 2016-6-3 20:45
谢谢您的回复，再次请教您一个问题，一般来说的此类电机的极对数较高。我有限元仿真的经历是，齿槽转矩的波 ...

根据齿槽转矩波动周期，仿真2个周期
沿用静态磁场的剖分，再把剖分单元设定的小一点
速度1rpm以下，最好是rad/s类似的
这样仿真出来的齿槽转矩基本还是比较对称的
个人经验