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[Maxwell] 运用toolkit工具包计算三相感应电动机有效值和平均值问题。

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该用户从未签到

发表于 2017-7-25 09:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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最近在学习toolkit工具包的使用,根据help里三相感应电动机的例子,一步一步的按照描述来进行UDO的学习,发现如果按照默认的参数,所计算出的相电压有效值能够很好的符合有效值计算公式(有效值=最大值/根号2);误差不超过0.3%,但是一旦把频率从50Hz改为60Hz,所计算的电压值严重偏离计算公式所得结果。以下为计算结果,例子中相电压最大值为310.269,频率为50Hz,根据公式有效值应为219.3933,所计算出来的值为218.83734,但频率改为60Hz后,其他参数不变,所计算的相电压有效值变为198.460358,和公式计算出的值差了好多。按道理对于正弦波电压激励来说,在没有改变最大值时,有效值应该不变才对。出现这种情况是怎么回事?有没有朋友遇到过,是什么原因造成的,希望能相互交流讨论一下,谢谢

默认计算结果

默认计算结果
更改频率之后计算结果.png
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[LV.1]初来乍到

发表于 2017-7-25 15:27 | 显示全部楼层
楼主不知道注意到了没有,当你把电源频率从50HZ变为60HZ,你的电机转速应该是变化的了,但从附图来看,你的电机速度并未发生变化,你可以试试将60HZ的电机设计转速按比提高,然后你再看相电压有效值,应该就不会有差异了。
以前刚学电机时也遇到过类似问题,比如U马达,用240V50HZ和60HZ测试性能明显不同,50HZ性能偏高,当时没搞明白,就按高的比例死计硬背,然后调整线圈以达到相同性能,感应电机没搞过,但原理应该相差不多吧。
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发表于 2017-7-25 17:45 | 显示全部楼层
前辈,我用toolkit计算感应电机的效率map图就会报错,按照帮助文档一步一步来的,有人和我遇到相同的情况,请问你哪里设置的和帮助文档不一样才可以计算?
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 楼主| 发表于 2017-7-25 17:59 | 显示全部楼层
mfkfnaps 发表于 2017-7-25 15:27
楼主不知道注意到了没有,当你把电源频率从50HZ变为60HZ,你的电机转速应该是变化的了,但从附图来看,你的 ...

谢谢你的回复,相互交流一下,我觉得对于电压激励的电动机来说,不管频率和转速怎么变化,只要电压大小不变,其电压有效值都不应发生变化,因为这个电压是由电源提供的,而电源电压有效值不会随着电机的转速变化而变化。对于正弦波电压来说,有效值的计算与频率无关,只与电压峰值有关。所以按理来说在只改频率的情况下,其有效值不应发生变化才对,这个结果我已经在不使用UDO平均值与有效值计算工具包时直接查看ansoft电压计算结果(rms(inputvoltage))里得到验证。
另外,对于你说的50Hz比60Hz电机性能高一些,我觉得是由于50Hz的铁耗小一些的缘故。
这是我个人的一点见解,不足之处望指教,谢谢。
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 楼主| 发表于 2017-7-25 18:05 | 显示全部楼层
电机小手 发表于 2017-7-25 17:45
前辈,我用toolkit计算感应电机的效率map图就会报错,按照帮助文档一步一步来的,有人和我遇到相同的情况, ...

这种情况的原因很多,最可能的就是你的toolkit工具包与maxwell软件版本不匹配造成的,你按照ANSYS maxwell 2015.1.0 配toolkit R16.1试一下
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[LV.1]初来乍到

发表于 2017-7-26 08:15 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-25 17:59
谢谢你的回复,相互交流一下,我觉得对于电压激励的电动机来说,不管频率和转速怎么变化,只要电压大小不 ...

楼主说的没错,我没注意。
有效值确实不会变化,能否把你变化前后的两个电压设定发现来看看?
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 楼主| 发表于 2017-7-26 16:29 | 显示全部楼层
mfkfnaps 发表于 2017-7-26 08:15
楼主说的没错,我没注意。
有效值确实不会变化,能否把你变化前后的两个电压设定发现来看看?

没有问题,源文件都可以上传, Induction_Motor.zip (31.38 KB, 下载次数: 17) ,这是toolkit工具包的自带例子,电压设置如下:A相:310.269 * sin(2*pi*50*time);B相:310.269 * sin(2*pi*50*time-2*pi/3);C:310.269 * sin(2*pi*50*time-4*pi/3);在只更改频率的情况下,运用UDO计算平均值时,相电压有效值会发生如上变化。
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[LV.1]初来乍到

发表于 2017-7-26 17:23 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-26 16:29
没有问题,源文件都可以上传,,这是toolkit工具包的自带例子,电压设置如下:A相:310.269 * sin(2*pi*5 ...

我想我找到你的模型问题出在哪了。
1。你计算过程中转速不改,输入输出就严重偏离设计值。
2。你频率变了,但你的计算周期没变,导致电压计算的并不是整个周期。
3。计算的步距我改了,原例100点,我改为50点,节省点计算时间。
4。所有改变之处我就红笔画出了,可以直观查看。
5.JPG


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 楼主| 发表于 2017-7-26 18:25 | 显示全部楼层
mfkfnaps 发表于 2017-7-26 17:23
我想我找到你的模型问题出在哪了。
1。你计算过程中转速不改,输入输出就严重偏离设计值。
2。你频率变 ...

你好,谢谢你的指导。针对你所说的“频率变了,但你的计算周期没变,导致电压计算的并不是整个周期”这个可能性,我在60Hz频率下把计算时长和计算步距按如下图设置

时长和步距

时长和步距
;在转速没有变的情况下,我也知道输入和输出功率会产生变化,但不考虑输入和输出等其他性能指标时,所计算的电机的相电压有效值和之前计算的差异不大,为198.154015V,如下图

60Hz

60Hz
,这就不怎么合理了。请问一下为什么相电压有效值会下降这么多,为什么你改了转速,就恢复正常了呢?
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发表于 2017-7-26 21:01 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-26 16:29
没有问题,源文件都可以上传,,这是toolkit工具包的自带例子,电压设置如下:A相:310.269 * sin(2*pi*5 ...

感应电机这个例子,计算总是通不过,能否上传一下你的help例子的计算通过的例子,设置截图分享一下也可以,谢谢,谢谢。
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发表于 2017-7-26 21:02 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-26 16:29
没有问题,源文件都可以上传,,这是toolkit工具包的自带例子,电压设置如下:A相:310.269 * sin(2*pi*5 ...

感应电机这个例子,计算总是通不过,能否上传一下你的help例子的计算通过的例子,设置截图分享一下谢谢。
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 楼主| 发表于 2017-7-26 21:11 | 显示全部楼层
BY_CH1 发表于 2017-7-26 21:02
感应电机这个例子,计算总是通不过,能否上传一下你的help例子的计算通过的例子,设置截图分享一下谢谢。

例子就是我之前上传的例子啊,你下载就行了,通不过的话估计是版本不匹配吧
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发表于 2017-7-26 22:19 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-26 21:11
例子就是我之前上传的例子啊,你下载就行了,通不过的话估计是版本不匹配吧

好吧,试一下,谢谢!
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发表于 2017-7-27 08:26 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-26 18:25
你好,谢谢你的指导。针对你所说的“频率变了,但你的计算周期没变,导致电压计算的并不是整个周期”这个 ...

从理论方面我也解释不太清楚,毕竞不是电机科班出身,半路出家在理论方面还存在差距,死记硬背就好。

猜测下,是你的电机工作在部分发电状态,导致输入电压被发电电压拉低,仅仅是猜测, 没啥依据。
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 楼主| 发表于 2017-7-27 09:10 | 显示全部楼层
mfkfnaps 发表于 2017-7-27 08:26
从理论方面我也解释不太清楚,毕竞不是电机科班出身,半路出家在理论方面还存在差距,死记硬背就好。

...

谢谢你的帮助,按照异步电机原理,当电机转速超过同步转速时,电机处于发电状态。本电机频率变大(改为60Hz)后,同步转速也会相应变大,但电机转速不变,因此不会处于发电状态。电压有效值不会变才对。难道说工具包所计算的相电压有效值不是激励所输入的电压有效值,如果是这样,那么他是什么呢?
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 楼主| 发表于 2017-7-27 09:18 | 显示全部楼层
而且经过计算发现,这种状态下运用工具包所计算的转矩有效值和直接输出的转矩在最后一段时间求有效值所得结果也存在很大差异。这就说明是工具包所得的数据存在错误,但错误原因是什么,就不知道了。但找不到这个原因,就不敢再使用工具包来进行计算了。
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发表于 2017-7-27 09:34 | 显示全部楼层
mozhoun 发表于 2017-7-27 09:18
而且经过计算发现,这种状态下运用工具包所计算的转矩有效值和直接输出的转矩在最后一段时间求有效值所得结 ...

你的步数是20,可能是误差太大了,我用50步就是正常的。
7.JPG

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 楼主| 发表于 2017-7-27 10:15 | 显示全部楼层
mfkfnaps 发表于 2017-7-27 09:34
你的步数是20,可能是误差太大了,我用50步就是正常的。

能不能把你计算正常的源文件上传一下,我看一下到底哪里有错,刚刚改为50步得到了与之前同样的结果,郁闷
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[LV.1]初来乍到

发表于 2017-7-27 13:09 | 显示全部楼层
供参考吧,文档是17。2版的,可以用以后的版本打开

Induction_Motor.rar

184.69 KB, 下载次数: 6, 下载积分: 西莫币 -1

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 楼主| 发表于 2017-7-27 14:53 | 显示全部楼层
mfkfnaps 发表于 2017-7-27 13:09
供参考吧,文档是17。2版的,可以用以后的版本打开

非常感谢你在百忙之中对我的指导,我想我找到这个错误的原因了,因为你采用的是toolkit R16的UDO,所以计算出来的电压值正常,我把是toolkit R16和是toolkit R16.1的UDO都算了一下,结果如下图所示 无标题.png
其中,上边一行频率为60Hz,下边一行频率为70Hz,左边为toolkit R16.1的UDO,右边为toolkit R16的UDO,其余参数不变(步长和计算时间随频率变化而变化,都为10个周期,每个周期50步)。结果显示两种UDO所计算的电压不一样。R16.1的电压计算方法有错。其余参数都正常。
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